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

01模塊來(lái)源

模塊實(shí)物展示：

資料下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/1ETxqg03p5fEjKS7AZ2kV6w
資料提取碼：qvpm

02 規(guī)格參數(shù)

工作電壓：5V

工作電流：150MA

輸出方式: DO接口為數(shù)字量輸出 AO接口為模擬量輸出

讀取方式：ADC

管腳數(shù)量：4 Pin（2.54mm間距排針）

以上信息見(jiàn)廠家資料文件

03移植過(guò)程

我們的目標(biāo)是將例程移植至立創(chuàng)·CW32F030C8T6開發(fā)板上【判斷當(dāng)前環(huán)境狀況的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

MQ-2煙霧傳感器對(duì)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(shí)間，否則其輸出的電阻和電壓不準(zhǔn)確。其檢測(cè)可燃?xì)怏w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(hào)輸出（模擬量輸出AO和數(shù)字量輸出DO）。當(dāng)氣體濃度未超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，數(shù)字接口DO口輸出低電平，模擬接口AO電壓基本為0v左右；當(dāng)氣體影響超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，模塊數(shù)字接口DO輸出高電平，模擬接口AO輸出的電壓會(huì)隨著氣體的影響慢慢增大。閾值由模塊上的可調(diào)電阻控制。

其對(duì)應(yīng)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(jīng)過(guò)LM393進(jìn)行電壓比較后，輸出高低電平，所以為數(shù)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(shè)功能?？梢酝ㄟ^(guò)手冊(cè)進(jìn)行查看。在用戶手冊(cè)439頁(yè)。

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(dǎo)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(guò)多講述，移植完成后面修改相關(guān)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(shù) 名 稱：Adc_Init
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：初始化ADC功能
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：無(wú)
 * 作       者：LC
 * 備       注：無(wú)
******************************************************************/
void Adc_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體

    RCC_MQ2_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘
    RCC_MQ2_ADC_ENABLE();         // 使能ADC時(shí)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(shè)定為模擬輸入

    /* ADC配置 */

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體
    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC單通道轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體

    // 配置ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //單通道單次轉(zhuǎn)換模式
    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 時(shí)鐘頻率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz
    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5個(gè)ADC時(shí)鐘周期
    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA參考電壓
    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //關(guān)閉跟隨器
    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //關(guān)閉內(nèi)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(zhuǎn)換結(jié)果右對(duì)齊
    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //轉(zhuǎn)換結(jié)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(zhuǎn)換模式
    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 單通道ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果溢出保存
    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = MQ2_ADC_CHANNEL;               // 選擇ADC轉(zhuǎn)換通道
    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體

    ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);             // 初始化配置

    ADC_Enable(); //ADC使能

    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換
}

/**********************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：ADC_GET
 * 函 數(shù) 功 能：讀取一次ADC值
 * 傳 入 參 數(shù)：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：測(cè)量到的值
 * 作       者：LCKFB
 * 備       注：
**********************************************************/
uint32_t ADC_GET(void)
{
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換

        uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 獲取數(shù)據(jù)

        return adcValue;
}
/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：Get_Adc_Value
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：
 * 函 數(shù) 形 參：
 * 函 數(shù) 返 回：對(duì)應(yīng)掃描的ADC值
 * 作       者：LC
 * 備       注：無(wú)
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_Value(void)
{
        unsigned char i = 0;
        unsigned int AdcValue = 0;

        /* 因?yàn)椴杉?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(shù) 名 稱：Get_MQ2_Percentage_value
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：讀取MQ2值，并且返回百分比
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：返回百分比
 * 作       者：LC
 * 備       注：無(wú)
******************************************************************/
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(shè)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(shù)
#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(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)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(xiàn)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