土壤湿度传感器
土壤湿度模块是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分,表面镀镍而不易生锈,延长使用寿命感应面积宽提高导电性能。模块双输出模式,数字量输出简单模拟量输出更精确。灵敏度可调（图中蓝电位器调节阀值)。比较器采用 LM393 芯片工作稳定,信号干净。设有固定螺栓孔方便安装。使用这个传感器制作一款自动浇花装置，让您的花园里的植物不用人去管理。
模块来源
采购链接：
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1HJ3WhTG6dpNf-BdgW3zLlg?pwd=8889
资料提取码：8889
规格参数
工作电压： 3.3V-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
- 传感器适用于土壤的湿度检测;
- 模块中蓝色的电位器是用于土壤湿度的阀值调节,顺时针调节，控制的湿度会越大，逆时针越小；
- 数字量输出 DO 可以与单片机直接相连,通过单片机来检测高低电平，由此来检测土壤湿度；
- 小板模拟量输出 A0 可以和 AD 模块相连,通过 AD 转换,可以获得土壤湿度更精确的数值；
原理就是将买模块自带的叉子插入土壤，水分充足的时候导电，土壤中的水将叉子的两端连通。
可以做一个小实验，拿一个金属制品，贴在叉子上将叉子两端短接，就会发现模块上面的 DO_LED 亮了。
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。
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。使用 ADC1 的第 11 道输入通道。
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_soilHumidity.c 与 bsp_soilHumidity.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_soilHumidity.c 中，编写如下代码。
c
/*
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* Date Author Notes
* 2024-03-21 LCKFB-LP first version
*/
#include "bsp_soilHumidity.h"
#include "board.h"
/******************************************************************
* 函 数 名 称：ADC_SOILHUMIDITY_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_SOILHUMIDITY_Init(void)
{
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCC_SOILHUMIDITY_GPIO_AO, ENABLE); // 使能时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCC_SOILHUMIDITY_GPIO_DO, ENABLE); // 使能时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd (RCC_SOILHUMIDITY_ADC, ENABLE); // 使能ADC时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // GPIO配置结构体
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_SOILHUMIDITY_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_SOILHUMIDITY_AO, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_SOILHUMIDITY_DO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; //输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(PORT_SOILHUMIDITY_DO, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIO
/* ADC公共配置 */
ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStruct; // ADC公共配置结构体
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特定配置 */
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct; // ADC特定配置结构体
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);
//设置采集通道
ADC_RegularChannelConfig( PORT_ADC, CHANNEL_ADC, 1, ADC_SampleTime_480Cycles );
//ADC使能
ADC_Cmd(PORT_ADC, ENABLE);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_Adc_Dma_Value
* 函 数 说 明：对DMA保存的数据进行平均值计算后输出
* 函 数 形 参：CHx 第几个扫描的数据
* 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_Value(void)
{
uint32_t Data = 0;
//开始软件转换
ADC_SoftwareStartConv(PORT_ADC);
while(!ADC_GetFlagStatus(PORT_ADC, ADC_FLAG_EOC )); // 等待转换结束
for(int i = 0; i < SAMPLES; i++)
{
Data += ADC_GetConversionValue(PORT_ADC);
delay_ms(5);
}
Data = Data / SAMPLES;
return Data;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_SH_Percentage_value
* 函 数 说 明：读取值，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_SH_Percentage_value(void)
{
int adc_max = 4095;
int adc_new = 0;
int Percentage_value = 0;
adc_new = Get_Adc_Value();
Percentage_value = ((float)adc_new/(float)adc_max) * 100.f;
return Percentage_value;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_SH_DO_value
* 函 数 说 明：获取引脚的电平状态
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：0=未检测到高于灵敏度的可燃气体值 1=检测到高于灵敏度的可燃气体值
* 作 者：LC
* 备 注：调整模块上的滑动电阻即可调整灵敏度
******************************************************************/
char Get_SH_DO_value(void)
{
if( GPIO_ReadInputDataBit(PORT_SOILHUMIDITY_DO, GPIO_SOILHUMIDITY_DO) == RESET )
{
return 0;
}
else
{
return 1;
}
}1
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在文件 bsp_soilHumidity.h 中，编写如下代码。
cpp
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* 2024-03-21 LCKFB-LP first version
*/
#ifndef _BSP_SOILHUMIDITY_H_
#define _BSP_SOILHUMIDITY_H_
#include "stm32f4xx.h"
#define RCC_SOILHUMIDITY_GPIO_AO RCC_AHB1Periph_GPIOC
#define RCC_SOILHUMIDITY_GPIO_DO RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define RCC_SOILHUMIDITY_ADC RCC_APB2Periph_ADC1
#define PORT_ADC ADC1
#define CHANNEL_ADC ADC_Channel_11
#define PORT_SOILHUMIDITY_AO GPIOC
#define GPIO_SOILHUMIDITY_AO GPIO_Pin_1
#define PORT_SOILHUMIDITY_DO GPIOA
#define GPIO_SOILHUMIDITY_DO GPIO_Pin_1
//采样次数
#define SAMPLES 30
void ADC_SOILHUMIDITY_Init(void);
unsigned int Get_Adc_Value(void);
unsigned int Get_SH_Percentage_value(void);
char Get_SH_DO_value(void);
#endif1
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移植验证
在自己工程中的 main 主函数中，编写如下。
cpp
/*
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* Date Author Notes
* 2024-03-21 LCKFB-LP first version
*/
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_soilHumidity.h"
int main(void)
{
board_init();
uart1_init(115200U);
ADC_SOILHUMIDITY_Init();
printf("ADC demo start\r\n");
while(1)
{
printf("Soil Humidity = %d\r\n", Get_SH_Percentage_value() );
delay_ms(1000);
}
}1
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代码下载
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