MQ-2 烟雾检测传感器
MQ-2 型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式 N 型半导体。处于 200~3000 摄氏度时，二氧化锡表面吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至面变化，就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息。烟雾浓度越大导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。
模块来源
采购链接：
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1ETxqg03p5fEjKS7AZ2kV6w
资料提取码：dfr1
规格参数
工作电压： 5V
工作电流： 150MA
输出方式: DO 接口为数字量输出 AO 接口为模拟量输出
读取方式： ADC
管脚数量： 4 Pin（2.54mm 间距排针）
移植过程
我们的目标是在天空星 STM32F407 上能够判断当前环境状况的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。
查看资料
MQ-2烟雾传感器对液化气、天然气、城市煤气灵敏度较高。需要注意的是：在使用之前必须加热一段时间，否则其输出的电阻和电压不准确。其检测可燃气体与烟雾的范围是100~10000ppm(ppm为体积浓度。 1ppm=1立方厘米/1立方米)。带有双路信号输出（模拟量输出AO和数字量输出DO）。当气体浓度未超过设定阈值时，数字接口DO口输出低电平，模拟接口AO电压基本为0v左右；当气体影响超过设定阈值时，模块数字接口DO输出高电平，模拟接口AO输出的电压会随着气体的影响慢慢增大。阈值由模块上的可调电阻控制。
其对应的原理图，AO 输出为 MQ-2 传感器直接输出的电压，所以为模拟量；DO 为经过 LM393 进行电压比较后，输出高低电平，所以为数字量。具体原理见光敏电阻光照传感器章节的 2.3.3.1 查看资料。
因此 DO 引脚可以配置为 GPIO 的输入模式，AO 引脚需要配置为 ADC 模拟输入模式。
引脚选择
想要使用 ADC，需要确定使用的引脚是否有 ADC 外设功能。可以通过数据手册进行查看。
在数据手册的第 47 页，是关于 STM32F4xx 系列芯片引脚的功能定义示意图。
当前只有 AO 引脚需要使用到 ADC 接口，所以 DO 引脚可以使用开发板上其他的 GPIO。这里选择使用 PC1 的附加 ADC 功能。
移植至工程
移植步骤中的导入.c 和.h 文件与第二章的第 1 小节【DHT11 温湿度传感器】相同，只是将.c 和.h 文件更改为 bsp_mq2.c 与 bsp_mq2.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。
在文件 bsp_mq2.c 中，编写如下代码。
/*
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Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-03-18 LCKFB-LP first version
*/
#include "bsp_mq2.h"
#include "board.h"
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Adc_Init
* 函 数 说 明：初始化ADC功能
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
void Adc_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStruct;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCC_MQ2_GPIO_AO, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCU_MQ2_ADC, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_MQ2_AO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;//模拟输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(PORT_MQ2_AO, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit();//ADC复位
ADC_CommonInitStruct.ADC_DMAAccessMode=ADC_DMAAccessMode_Disabled;
ADC_CommonInitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;
ADC_CommonInitStruct.ADC_Prescaler=ADC_Prescaler_Div4;
ADC_CommonInitStruct.ADC_TwoSamplingDelay=ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStruct);
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConvEdge=ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfConversion=1;
ADC_InitStruct.ADC_Resolution=ADC_Resolution_12b;
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_Init(PORT_ADC, &ADC_InitStruct);
ADC_Cmd(PORT_ADC, ENABLE);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_Adc_Value
* 函 数 说 明：
* 函 数 形 参：CHx 第几个ADC通道
* 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_Value(char CHx)
{
unsigned char i = 0;
unsigned int AdcValue = 0;
ADC_RegularChannelConfig(PORT_ADC, CHx, 1, ADC_SampleTime_480Cycles );
ADC_SoftwareStartConv(PORT_ADC);
/* 因为采集 SAMPLES 次，故循环 SAMPLES 次 */
for(i=0; i< SAMPLES; i++)
{
/* 累加 */
AdcValue += ADC_GetConversionValue(PORT_ADC);
}
/* 求平均值 */
AdcValue = AdcValue / SAMPLES;
return AdcValue;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_MQ2_Percentage_value
* 函 数 说 明：读取MQ2值，并且返回百分比
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：返回百分比
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void)
{
int adc_max = 4095;
int adc_new = 0;
int Percentage_value = 0;
adc_new = Get_Adc_Value(CHANNEL_ADC);
Percentage_value = ((float)adc_new/adc_max) * 100;
return Percentage_value;
}2
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在文件 bsp_mq2.h 中，编写如下代码。
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*/
#ifndef _BSP_MQ2_H_
#define _BSP_MQ2_H_
#include "stm32f4xx.h"
#define RCC_MQ2_GPIO_AO RCC_AHB1Periph_GPIOC
#define RCC_MQ2_GPIO_DO RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define RCU_MQ2_ADC RCC_APB2Periph_ADC1
#define PORT_ADC ADC1
#define CHANNEL_ADC ADC_Channel_11
#define PORT_MQ2_AO GPIOC
#define GPIO_MQ2_AO GPIO_Pin_1
#define PORT_MQ2_DO GPIOA
#define GPIO_MQ2_DO GPIO_Pin_1
//采样次数
#define SAMPLES 30
/************************
//之前的单路采集
void ADC_Init(void);
unsigned int Get_ADC_Value(void);
**************************/
void Adc_Init(void);
unsigned int Get_Adc_Value(char CHx);
unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void);
unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void);
#endif2
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移植验证
在自己工程中的 main 主函数中，编写如下。
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*/
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_mq2.h"
int main(void)
{
board_init();
uart1_init(115200U);
Adc_Init();
printf("ADC demo start\r\n");
while(1)
{
printf("ADC_Value = %d\r\n", Get_Adc_Value(CHANNEL_ADC) );
printf("MQ2 = %d\r\n", Get_MQ2_Percentage_value() );
delay_ms(1000);
}
}2
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上电现象：输出 ADC 值和换算后的烟雾浓度百分比。
代码下载
链接在开发板介绍章节的离线资料下载！！