代码收藏家技术教程 2023-06-06

STM32入门教程：如何使用烟雾传感器进行烟雾检测

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前言

这次记录一下烟雾传感器的学习，由于烟雾传感器的资料比较杂，算法比较多，对我来说也比较难，所以我的代码中算法部分是不太具有参考价值，但是也可以做到随烟雾浓度的变化数值呈线性相关，以后再记录完善。

一、学习目的

我的学习目的是通过STM32的ADC功能，学会使用烟雾传感器检测气体的浓度，并用串口助手将气体浓度的数值实时打印出来。

二、模块介绍

我使用是MQ-2烟雾传感器模块，它属于二氧化锡半导体气敏材料，当它与烟雾接触时，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。且当烟雾浓度增大时，导电率增大，电阻变小，电压增大。所以就可以用电压的变化表示烟雾的浓度。

MQ-2的引脚也和大部分传感器一样是四个（VCC，GND，AO，DO），不一样的是，我这次想通过ADC功能获取电压值，并表示为气体浓度，而不是仅仅通过检测是否达到阈值后来改变某一个IO口的电平（例如之前记录的光敏传感器和声音传感器，都是通过光照/声音达到一个阈值后，改变某一个IO的电平，再通过读取函数读取这个IO口的电平，进而判断是光明黑暗/有声无声）。所以烟雾传感器给我的感觉是要远复杂于一般传感器的。

要注意的是，烟雾传感器由于内部有电阻丝作用，要先接通电源预热20秒，测得结果才会稳定。烟雾传感器发热属于正常现象，但是如果烫手就不正常了哈，那就建议立刻停止实验。

接线方面：由于要实时获取电压，所以要使用的是AO引脚（检测模拟信号的变化）

VCC–5V

GND–GND

AO–PA0（PA0具有ADC功能，实时输出MQ-2的电压信号）

三、代码记录

mq.h

#ifndef __MQ2_H
#define __MQ2_H
#include "stm32f10x.h"


void ADC_Pin_Init(void);
u16 ADC_Trans(void);

#endif

mq.c

#include "mq2.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "stm32f10x_tim.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_adc.h"
 
void ADC_Pin_Init(void)        //初始化PA0口作为ADC检测端，并且初始化ADC通道1
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;  //多次连续变换
	ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
	ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);
	
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);
	
	ADC_ITConfig(ADC1,ADC_IT_EOC,ENABLE);
	
	ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);
}

u16 ADC_Trans(void)       //数据处理，求电压值的平均数
{
	u16 adc_value = 0;
	u8 i = 0;
	
	for(i = 0; i < 50; i++)
	{ 
		ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);	
		adc_value = adc_value + ADC_GetConversionValue(ADC1);
	}
	
	return adc_value / 50;
}

mq.c文件将ADC和烟雾传感器写在了一起，主要就是初始化PA0口和ADC的通道1，和一个数据处理函数。

要注意的是，初始化ADC1时，一定要将ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode设置为ENABLE！！即设置为多次连续变换模式，否则串口将只输出第一次的值。

【数据处理时，本来需要通过while(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC) != SET)来检测转换是否结束，但我的代码写完后会始终卡死在这个循环里。这也是很遗憾的一个点，如果大家有什么好的方法可以告诉我一下。】

main.c

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "mq2.h"
 

int main(void)
{
	u16 ad = 0;
	
	delay_init();
	uart_init(115200);
	printf("初始化完成\r\n");
	ADC_Pin_Init();
	while(1)
	{
		ad = ADC_Trans();
	//	printf("电压为:%f\r\n",3.3/4095*ad);
		printf("烟雾浓度为：%.2f\r\n",ad * 99 / 4096.0);
		delay_ms(1000);
	}
}

串口通信的代码就不作记录了，代码烧录后，打开串口助手就可以看到结果了。