【CW32模塊使用】MQ-2煙霧檢測傳感器

MQ-2型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導體氣敏材料，屬于表面離子式N型半導體。處于200~3000攝氏度時，二氧化錫表面吸附空氣中的氧，形成氧的負離子吸附，使半導體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當與煙霧接觸時，如果晶粒間界處的勢壘收到煙霧的調至面變化，就會引起表面導電率的變化。利用這一點就可以獲得這種煙霧存在的信息。煙霧濃度越大導電率越大，輸出電阻越低，則輸出的模擬信號就越大。

01模塊來源

資料下載鏈接：

https://pan.baidu.com/s/1ETxqg03p5fEjKS7AZ2kV6w

資料提取碼：qvpm

02 規(guī)格參數

工作電壓：5V

工作電流：150MA

輸出方式: DO接口為數字量輸出 AO接口為模擬量輸出

讀取方式：ADC

管腳數量：4 Pin（2.54mm間距排針）

以上信息見廠家資料文件

03移植過程

我們的目標是將例程移植至立創(chuàng)·CW32F030C8T6開發(fā)板上【判斷當前環(huán)境狀況的功能】。首先要獲取資料，查看數據手冊應如何實現讀取數據，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

MQ-2煙霧傳感器對液化氣、天然氣、城市煤氣靈敏度較高。需要注意的是：在使用之前必須加熱一段時間，否則其輸出的電阻和電壓不準確。其檢測可燃氣體與煙霧的范圍是100~10000ppm(ppm為體積濃度。 1ppm=1立方厘米/1立方米)。帶有雙路信號輸出（模擬量輸出AO和數字量輸出DO）。當氣體濃度未超過設定閾值時，數字接口DO口輸出低電平，模擬接口AO電壓基本為0v左右；當氣體影響超過設定閾值時，模塊數字接口DO輸出高電平，模擬接口AO輸出的電壓會隨著氣體的影響慢慢增大。閾值由模塊上的可調電阻控制。

其對應的原理圖，AO輸出為MQ-2傳感器直接輸出的電壓，所以為模擬量；DO為經過LM393進行電壓比較后，輸出高低電平，所以為數字量。

傳感器原理圖

因此DO引腳可以配置為GPIO的輸入模式，AO引腳需要配置為ADC模擬輸入模式。

3.2引腳選擇

想要使用ADC，需要確定使用的引腳是否有ADC外設功能。可以通過手冊進行查看。在用戶手冊439頁。

這里選擇使用PA5的附加ADC功能。

有ADC功能的引腳

接線表

3.3移植至工程

移植步驟中的導入.c和.h文件與第二章的第1小節(jié)【DHT11溫濕度傳感器】相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_mq2.c與bsp_mq2.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關代碼。

在文件bsp_mq2.c中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version */#include "bsp_mq2.h"
/****************************************************************** * 函 數 名 稱：Adc_Init * 函 數 說 明：初始化ADC功能 * 函 數 形 參：無 * 函 數 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void Adc_Init(void){    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結構體
    RCC_MQ2_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO時鐘    RCC_MQ2_ADC_ENABLE();         // 使能ADC時鐘
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_MQ2_AO|GPIO_MQ2_DO;      // GPIO引腳    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;       // 上拉輸入    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;             // 輸出速度高    GPIO_Init(PORT_MQ2, &GPIO_InitStruct);               // 初始化
    GPIO_ANALOG_ENABLE();                // PA05設定為模擬輸入
    /* ADC配置 */
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化結構體    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看門狗結構體    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC單通道轉換結構體
    // 配置ADC初始化結構體    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //單通道單次轉換模式    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 時鐘頻率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5個ADC時鐘周期    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA參考電壓    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //關閉跟隨器    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //關閉內置溫度傳感器    ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable;        //不觸發(fā)DMA    ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight;        //ADC轉換結果右對齊    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //轉換結果累加不使能
    //ADC模擬看門狗通道初始化    ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);
    //配置單通道轉換模式    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 單通道ADC轉換結果溢出保存    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = MQ2_ADC_CHANNEL;               // 選擇ADC轉換通道    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化結構體    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看門狗結構體
    ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);             // 初始化配置
    ADC_Enable(); //ADC使能
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動ADC轉換}
/********************************************************** * 函 數 名 稱：ADC_GET * 函 數 功 能：讀取一次ADC值 * 傳 入 參 數：無 * 函 數 返 回：測量到的值 * 作       者：LCKFB * 備       注：**********************************************************/uint32_t ADC_GET(void){        ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動ADC轉換
        uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 獲取數據
        return adcValue;}/****************************************************************** * 函 數 名 稱：Get_Adc_Value * 函 數 說 明： * 函 數 形 參： * 函 數 返 回：對應掃描的ADC值 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/unsigned int Get_Adc_Value(void){        unsigned char i = 0;        unsigned int AdcValue = 0;
        /* 因為采集 SAMPLES 次，故循環(huán) SAMPLES 次 */        for(i=0; i< SAMPLES; i++)        {                        /*    累加    */                        AdcValue += ADC_GET();        }        /* 求平均值 */        AdcValue = AdcValue / SAMPLES;
        return AdcValue;}
/****************************************************************** * 函 數 名 稱：Get_MQ2_Percentage_value * 函 數 說 明：讀取MQ2值，并且返回百分比 * 函 數 形 參：無 * 函 數 返 回：返回百分比 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/unsigned int Get_MQ2_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;}

?

在文件bsp_mq2.h中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version */#ifndef _BSP_MQ2_H_#define _BSP_MQ2_H_
#include "board.h"

#define RCC_MQ2_GPIO_ENABLE()       __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()#define RCC_MQ2_ADC_ENABLE()        __RCC_ADC_CLK_ENABLE()
#define GPIO_ANALOG_ENABLE()        PA05_ANALOG_ENABLE()        // PA05設定為模擬輸入
#define MQ2_ADC_CHANNEL             ADC_ExInputCH5
#define PORT_MQ2                    CW_GPIOA
#define GPIO_MQ2_AO                 GPIO_PIN_5#define GPIO_MQ2_DO                 GPIO_PIN_1
 //采樣次數#define SAMPLES         30


/************************
//之前的單路采集void ADC_Init(void);unsigned int Get_ADC_Value(void);
**************************/void Adc_Init(void);unsigned int Get_Adc_Value(void);unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void);unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void);
#endif

04移植驗證

在自己工程中的main主函數中，編寫如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_mq2.h"
int32_t main(void){    board_init();        // 開發(fā)板初始化
    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200
    Adc_Init();    printf("ADC demo startrn");    while(1)    {
        printf("ADC_Value = %drn", Get_Adc_Value() );        printf("MQ2 = %drn", Get_MQ2_Percentage_value() );        delay_ms(1000);    }}

上電現象：輸出ADC值和換算后的煙霧濃度百分比。

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1SxQwSnjxsO1ibioy1xUIPw?pwd=LCKF

提取碼：LCKF