基于CW32F030C8T6开发板的MQ-2烟雾检测传感器例程移植案例

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。

01模块来源

模块实物展示：

资料下载链接：

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

资料提取码：qvpm

02 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）

以上信息见厂家资料文件

03移植过程

我们的目标是将例程移植至立创·CW32F030C8T6开发板上【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读取数据，再移植至我们的工程。

3.1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。

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。

3.2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。可以通过手册进行查看。在用户手册439页。

这里选择使用PA5的附加ADC功能。

3.3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。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version */#include "bsp_mq2.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_InitStruct; // GPIO初始化结构体
    RCC_MQ2_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO时钟    RCC_MQ2_ADC_ENABLE();         // 使能ADC时钟
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_MQ2_AO|GPIO_MQ2_DO;      // GPIO引脚    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;       // 上拉输入    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;             // 输出速度高    GPIO_Init(PORT_MQ2, &GPIO_InitStruct);               // 初始化
    GPIO_ANALOG_ENABLE();                // PA05设定为模拟输入
    /* ADC配置 */
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化结构体    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看门狗结构体    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC单通道转换结构体
    // 配置ADC初始化结构体    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //单通道单次转换模式    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 时钟频率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5个ADC时钟周期    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA参考电压    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //关闭跟随器    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //关闭内置温度传感器    ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable;        //不触发DMA    ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight;        //ADC转换结果右对齐    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //转换结果累加不使能
    //ADC模拟看门狗通道初始化    ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);
    //配置单通道转换模式    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 单通道ADC转换结果溢出保存    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = MQ2_ADC_CHANNEL;               // 选择ADC转换通道    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化结构体    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看门狗结构体
    ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);             // 初始化配置
    ADC_Enable(); //ADC使能
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //启动ADC转换}
/********************************************************** * 函 数 名 称：ADC_GET * 函 数 功 能：读取一次ADC值 * 传 入 参 数：无 * 函 数 返 回：测量到的值 * 作       者：LCKFB * 备       注：**********************************************************/uint32_t ADC_GET(void){        ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //启动ADC转换
        uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 获取数据
        return adcValue;}/****************************************************************** * 函 数 名 称：Get_Adc_Value * 函 数 说 明： * 函 数 形 参： * 函 数 返 回：对应扫描的ADC值 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/unsigned int Get_Adc_Value(void){        unsigned char i = 0;        unsigned int AdcValue = 0;
        /* 因为采集 SAMPLES 次，故循环 SAMPLES 次 */        for(i=0; i< SAMPLES; i++)        {                        /*    累加    */                        AdcValue += ADC_GET();        }        /* 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();
    Percentage_value = ((float)adc_new/(float)adc_max) * 100.f;    return Percentage_value;}

在文件bsp_mq2.h中，编写如下代码。

/* * 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设定为模拟输入
#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(void);unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void);unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void);
#endif

04移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

/* * 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();        // 开发板初始化
    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200
    Adc_Init();    printf("ADC demo start\r\n");    while(1)    {
        printf("ADC_Value = %d\r\n", Get_Adc_Value() );        printf("MQ2 = %d\r\n", Get_MQ2_Percentage_value() );        delay_ms(1000);    }}

上电现象：输出ADC值和换算后的烟雾浓度百分比。

模块移植成功案例代码：

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

提取码：LCKF