代码收藏家 基于STM32和MQ7 OLED的一氧化碳烟雾报警系统实现
前言：
近期编者在制作一款一氧化碳烟雾报警器来自用，成本为STM32最小系统板（12元）+一氧化碳传感器MQ7（8元作右）+蜂鸣器模块（2元左右）+0.96寸OLED（8.6元），共计成本30元上下。对大多数人而言这是一个有手就行的项目，如果仅用数字量确实如此，但编者想要做一款采集模拟量从而计算出其一氧化碳PPM值进而进行控制的产品。经上网查询计算公式后发现资料稀缺且各有各的说法，却都难以真正实现功能，所查询到的文章大多都零散缺失材料（代码要么展示一部分要么就草草了事），经编者一段时间摸索整合资料后成功实现该功能，遂与广大网友分享。
一、所需硬件
STM32C8T6最小系统板
一氧化碳传感器MQ7
有源蜂鸣器模块
0.96寸四针OLED
二、硬件连线
电源选择MircoUsb供电即可，所有设备都要供地。用STM32的3.3V输出去给MQ7、蜂鸣器、OLED供电。（这里需要给大家普及一下印有5V、3V3、GND连一起的那端是STM32的供电端并不是输出端，供电端是用来给32供电的！！！3V3、GND、GND连在一起的是输出端！！！这里用的3V3正是STM32输出端的32）
表1-0 STM32和MQ7的接线
| STM32端 | MQ7传感器端 |
| PA0 | A0 |
| 3V3 | VCC |
| GND | GND |
| 不接 | D0 |
表1-1 STM32和0.96寸四针OLED的接线
| STM32端 | 0.96寸四针OLED端 |
| GND | GND |
| 3V3 | VCC |
| PB0 | SCL |
| PB1 | SDA |
表1-0 STM32和蜂鸣器的接线
| STM32端 | 有源蜂鸣器端 |
| 3V3 | VCC |
| GND | GND |
| PB10 | IO |
这里需要注意买来的蜂鸣器模块一定要把上面的纸给撕掉，要不然蜂鸣器的声音会很小。
三、实物照片及实物演示视频
一氧化碳报警器演示视频
四、代码获取
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "adc.h"
#include "oled.h"
#include "usart.h"
#include "math.h"
#define CAL_PPM 10 // 校准环境中PPM值
#define RL 10 // RL阻值
static unsigned int System_Flag,System_Time;
int Sec = 90;
static float R0;
/****************************************
* RS/R0 ppm *
* 1.6 50 *
* 1 100 *
* 0.6 200 *
* 0.46 300 *
* 0.39 400 *
* 0.28 600 *
* 0.21 1000 *
* ppm = 98.322f * pow(RS/R0, -1.458f) *
***************************************/
uint16_t ADC_Value;
int dacx,Land_dacx,Sun_dacx,Waring_Time;
float temp;
unsigned int CO;
// 传感器校准函数，根据当前环境PPM值与测得的RS电压值，反推出R0值
void MQ7_PPM_Calibration()
{
float Vrl = 3.3f * ADC_Value / 4096.f;
float RS = (3.3f - Vrl) / Vrl * RL;
R0 = RS / pow(CAL_PPM / 98.322, 1 / -1.458f);
// OLED_ShowNum(48,0,R0,4,16);//R0计算的值（调试用）
}
// 获取传感器的值
float MQ7_GetPPM(void)
{
float Vrl = 3.3f * ADC_Value / 4096.f;
float RS = (3.3f - Vrl) / Vrl * RL;
float ppm = 98.322f * pow(RS/R0, -1.458f);
return ppm;
}
void Beep_Init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10);
}
/*
50ppm 成年人置身其中所允许的最大含量
200ppm 2-3小时候会有轻微的头痛，头晕，恶心
400ppm 2小时内额通，3小时后有生命危险
800ppm 45分钟内头痛，恶心，2-3小时内死亡
1600ppm 20分钟内头痛，恶心，1小时内死亡
*/
void TIM4_Init(void)//0.1ms定时当作整个系统的呼吸
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
TIM_InternalClockConfig(TIM4);
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//指定时钟频率
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 7200-1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1-1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);//开启定时器中断
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel=TIM4_IRQn;
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);//初始化中断，设置中断的优先级
TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//使能定时器
}
void TIM4_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)!=RESET)
{
if(++System_Time % 10000 == 0 && System_Flag <= 90){System_Flag++;Sec--;}//一氧化碳传感器上电需要预热一分半钟（5V电是1分钟）
if(System_Flag > 90)
{
if(CO < 40)
{
Waring_Time = 0;
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10);
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
}
else if(CO >= 40 && CO < 50)
{
Waring_Time++;
if(Waring_Time<=500)
{
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10); //危险间隙报警
GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
}
else if(Waring_Time<=1000)
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10);
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
}
else if(Waring_Time>1000)
Waring_Time = 0;
}
else if(CO >= 50)
{
Waring_Time = 0;
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10); //危险报警
GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);//清除中断标志位
}
}
int main(void)
{
delay_init();
Beep_Init();
Adc_Init(); //ADC初始化
OLED_Init();
OLED_Clear(0);
delay_ms(1000);
TIM4_Init();
OLED_ShowCHinese(16-8,2,7);//传
OLED_ShowCHinese(32-8,2,8);//感
OLED_ShowCHinese(48-8,2,9);//器
OLED_ShowCHinese(64-8,2,10);//正
OLED_ShowCHinese(80-8,2,11);//在
OLED_ShowCHinese(96-8,2,12);//预
OLED_ShowCHinese(112-8,2,13);//热
OLED_ShowCHinese(16,5,14);//请
OLED_ShowCHinese(32,5,15);//等
OLED_ShowCHinese(48,5,16);//待
OLED_ShowCHinese(64,5,6);//：
OLED_ShowCHinese(96,5,17);//秒
while(1)
{
if(System_Flag <= 90)
{
OLED_ShowNum(80,5,Sec,2,16);//电压值
}
else
{
if(System_Flag == 91)
{
// OLED_Display_Off();
OLED_Clear(0);
// OLED_Display_On();
System_Flag = 92;
}
else if(System_Flag == 92)
{
OLED_ShowCHinese(16-8,2,0);//一
OLED_ShowCHinese(32-8,2,1);//氧
OLED_ShowCHinese(48-8,2,2);//化
OLED_ShowCHinese(64-8,2,3);//碳
OLED_ShowCHinese(80-8,2,4);//浓
OLED_ShowCHinese(96-8,2,5);//度
OLED_ShowCHinese(112-8,2,6);//：
OLED_ShowString(80,5,"PPM",3);
ADC_Value = Get_Adc_Average(ADC_Channel_0,10);//烟雾传感器ADC的值（模拟量）
MQ7_PPM_Calibration();
CO = MQ7_GetPPM();//一氧化碳的浓度ppm的值
OLED_ShowNum(48,4,CO,4,16);//一氧化碳浓度
// OLED_ShowNum(48,6,ADC_Value,4,16);//电压值（调试用）
System_Flag = 93;
}
else if(System_Flag == 93)
{
ADC_Value = Get_Adc_Average(ADC_Channel_0,10);//烟雾传感器ADC的值（模拟量）
CO = MQ7_GetPPM();//一氧化碳的浓度ppm的值
OLED_ShowNum(48,4,CO,4,16);//电压值
// OLED_ShowNum(48,6,ADC_Value,4,16);//电压值（调试用）
}
}
}
}完整资料在群文件里，如有需要可自行下载，有解决不了的问题可以在评论区留言，也请大家给点个赞和收藏吧，文章制作不易谢谢大家!
作者：只会51点灯
