STM32單片機基礎10——使用ADC讀取氣體傳感器數據(MQ-2)

本篇詳細的記錄瞭如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的ADC外設,讀取MQ-2氣體傳感器的數據並通過串口發送。

1. 準備工作

硬件準備

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  • MQ-2模塊
    MQ-2氣體傳感器一般用於家庭和工廠的氣體泄漏監測裝置,適用於液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測,如圖:
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MQ-2的原理圖如下:
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軟件準備

  • 需要安裝好Keil - MDK及芯片對應的包,以便編譯和下載生成的代碼;

Keil MDK和串口助手的安裝包都可以關注“小熊派開源社區”微信公衆號,在資料教程一欄中可獲取安裝包。

2.生成MDK工程

選擇芯片型號

打開STM32CubeMX,打開MCU選擇器:
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搜索並選中芯片STM32L431RCT6:
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配置時鐘源

  • 如果選擇使用外部高速時鐘(HSE),則需要在System Core中配置RCC;
  • 如果使用默認內部時鐘(HSI),這一步可以略過;

這裏我都使用外部時鐘:
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配置串口

小熊派開發闆闆載ST-Link並且虛擬了一個串口,原理圖如下:

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這裏我將開關撥到AT-MCU模式,使PC的串口與USART1之間連接。

接下來開始配置USART1

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配置ADC

知識小卡片 —— ADC

ADC全稱 Analog-to-Digital Converter,即模擬-數字轉換器,可以將連續變化的模擬信號轉換爲離散的數字信號,進而使用數字電路進行處理,稱之爲數字信號處理。

STM32L431xx 系列有 1 個 ADC,ADC 分辨率高達 12 位,每個 ADC 具有多達 20 個的採集
通道,這些通道的 A/D 轉換可以單次、連續、掃描或間斷模式執行。 ADC 的結果可以左對齊
或右對齊方式存儲在 16 位數據寄存器中。

STM32L431 的 ADC 最大的轉換速率爲 5.33Mhz,也就是轉換時間爲 0.188us(12 位分辨率
時),ADC 的轉換時間與 AHB 總線時鐘頻率無關。

知識小卡片結束啦~對ADC有沒有了解呢?

確定ADC通道

查看小熊派E53接口的原理圖:
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配置ADC(單次轉換模式)

首先選擇ADC1,開啓通道3:
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接下來是對ADC的設置,這裏我們保持默認即可:
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最後設置ADC的轉換規則:
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其餘的一些設置保持默認即可。

配置時鐘樹

STM32L4的最高主頻到80M,所以配置PLL,最後使HCLK = 80Mhz即可:
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生成工程設置

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代碼生成設置

最後設置生成獨立的初始化文件:
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生成代碼

點擊GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程:
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3. 在MDK中編寫、編譯、下載用戶代碼

重定向printf( )函數

參考:基於串口發送函數實現printf()

編寫讀取數據的測試代碼

修改main函數如下:

int main(void)
{
	uint16_t smoke_value = 0;

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    MX_GPIO_Init();
    MX_ADC1_Init();
    MX_USART1_UART_Init();

    while (1)
    {
        HAL_ADC_Start(&hadc1);	                //啓動ADC單次轉換
        HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);	//等待ADC轉換完成
        smoke_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //讀取ADC轉換數據
        printf("smoke_value = %d\n", smoke_value);
        HAL_Delay(500);
    }
}

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至此,我們已經學會如何使用ADC讀取MQ-2傳感器的值,下一節將講述如何使用通用定時器閃爍LED。

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