单片机空气质量检测系统论文

嘿，我的读者们！          在上一章中，我主要讲了如何通过DHT11测量温湿度，由于有单总线通信，需要编写时序函数，所以难度有点大。那么在这一章中，我打算用MQ135模块来检测空气质量，仍然是对环境参量的获取。不像DHT11模块，在MQ135内部并没有集成AD转换器，当然，我们也不需要在外围搭建AD转换电路，而是利用stm32的内部ADC资源，完成对获取到的模拟量的转换。         MQ135传感器主要检测空气中的一些有害气体，比如硫化物、氨气等，还可以对烟雾等进行检测，总之，就是检测空气中污染物的一款传感器。下面，就是MQ135模块的实物图。         由图可知：该模块有4个引脚，分别是两个电源VCC和GND，一个数字输出口和一个模拟输出口。模块中还有一个可调电位器，用来调节灵敏度的。在本制作中，由于我们需要测量空气质量的数值，所以需要用到模拟输出口，即A0输出。而数字输出口只能在超过某设定值时，才能进行电平的跳变，如果你要设置某报警装置时，可以用一下，所以我们不用数字输出口。         至于MQ135模块的内部测量电路的工作原理，在这里不再阐述，有兴趣的读者，可以网上查阅。我们只要知道，该模块A0输出端电压随环境空气质量的变化而变化，只要通过AD转换将A0端口电压模拟量转换为数字量，再通过一定的公式转换，即可测量出空气质量的数值。         stm32内部自带ADC资源，它可以将模拟信号转换为数字信号，是12位逐次逼近型的模拟数字转换器。stm32有 3 个 ADC，这些 ADC 可以独立使用，也可以使用双重（提高采样率），具有多达 18个复用通道，可测量来自16个外部源、2 个内部源信号。 这些通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。         （1）初始化相关的GPIO口 /*ADC初始化函数*/ void adc_gpio_init(void) {     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); } 配置GPIO口，选择PA1引脚，开启PA1和ADC1的时钟，由于需要检测电压模拟量，将引脚设置成模拟输入。 （2）编写ADC初始化函数 void adc_init(void) {     ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;//定义ADC结构体变量     adc_gpio_init();//GPIO口初始化     RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M     ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//关闭连续转换     ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐     ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//禁止触发检测，使用软件触发     ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;     ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1     ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//非扫描模式     ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//ADC初始化     ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启AD转换器     ADC_ResetCalibration(ADC1);//重置指定的ADC的校准寄存器     while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));//获取ADC重置校准寄存器的状态     ADC_StartCalibration(ADC1);//开始指定ADC的校准状态     while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));//获取指定ADC的校准程序     ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//使能或者失能指定的ADC的软件转换启动功能 }         在ADC初始化函数里，由于AD转换时间没有那么快，所以设置ADC分频因子为6，将系统时间分频。然后对ADC_InitStructure结构体的每一个元素赋值，这里，我借鉴了普中的资料。就像上面这样配置，就可以了。本人水平有限，可能讲不清楚，见谅。         接着，开启AD转换器，并进行校准，并且使能指定的ADC的软件转换启动功能，至此，就完成了ADC的初始化。 （3）编写AD转换函数 u16 get_adc_value(u8 channel,u8 times) {     u32 total_value;     u16 average_value;     u8 i;     //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间     //ADC1,ADC通道,239.5个周期,提高采样时间可以提高精确度     ADC_RegularChannelConfig(ADC1, channel, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);     for(i=0; i