STM32+MQ7+OLED实现一氧化碳烟雾报警_mq7一氧化碳传感器、-程序员宅基地

技术标签: stm32  STM32  嵌入式硬件  单片机  

 前言:

        近期编者在制作一款一氧化碳烟雾报警器来自用,成本为STM32最小系统板(12元)+一氧化碳传感器MQ7(8元作右)+蜂鸣器模块(2元左右)+0.96寸OLED(8.6元),共计成本30元上下。对大多数人而言这是一个有手就行的项目,如果仅用数字量确实如此,但编者想要做一款采集模拟量从而计算出其一氧化碳PPM值进而进行控制的产品。经上网查询计算公式后发现资料稀缺且各有各的说法,却都难以真正实现功能,所查询到的文章大多都零散缺失材料(代码要么展示一部分要么就草草了事),经编者一段时间摸索整合资料后成功实现该功能,遂与广大网友分享。

一、所需硬件

        STM32C8T6最小系统板

        一氧化碳传感器MQ7

        有源蜂鸣器模块

        0.96寸四针OLED

二、硬件连线

        电源选择MircoUsb供电即可,所有设备都要供地。用STM32的3.3V输出去给MQ7、蜂鸣器、OLED供电。(这里需要给大家普及一下印有5V、3V3、GND连一起的那端是STM32的供电端并不是输出端,供电端是用来给32供电的!!!3V3、GND、GND连在一起的是输出端!!!这里用的3V3正是STM32输出端的32)

表1-0 STM32和MQ7的接线

STM32端 MQ7传感器端
PA0 A0
3V3 VCC
GND GND
不接 D0

表1-1 STM32和0.96寸四针OLED的接线

STM32端 0.96寸四针OLED端
GND GND
3V3 VCC
PB0 SCL
PB1 SDA

表1-0 STM32和蜂鸣器的接线

STM32端 有源蜂鸣器端
3V3 VCC
GND GND
PA10 IO

        这里需要注意买来的蜂鸣器模块一定要把上面的纸给撕掉,要不然蜂鸣器的声音会很小。

三、实物照片及实物演示视频        

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一氧化碳报警器演示视频

四、代码获取

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "adc.h"
#include "oled.h"
#include "usart.h"
#include "math.h"

#define CAL_PPM  10  // 校准环境中PPM值
#define RL	10  // RL阻值
static unsigned int System_Flag,System_Time;
int Sec = 90;
static float R0;
/****************************************
 *  RS/R0            ppm		*
 *  1.6		     50                 *
 *  1	             100                *
 *  0.6		     200                *
 *  0.46	     300                *
 *  0.39	     400                *
 *  0.28	     600                *
 *  0.21	     1000               *
 * ppm = 98.322f * pow(RS/R0, -1.458f)  *
 ***************************************/

uint16_t ADC_Value;
int dacx,Land_dacx,Sun_dacx,Waring_Time;
float temp;
unsigned int CO;
// 传感器校准函数,根据当前环境PPM值与测得的RS电压值,反推出R0值
void MQ7_PPM_Calibration()
{
	float Vrl = 3.3f * ADC_Value / 4096.f;
	float RS = (3.3f - Vrl) / Vrl * RL;
	R0 = RS / pow(CAL_PPM / 98.322, 1 / -1.458f);
//	OLED_ShowNum(48,0,R0,4,16);//R0计算的值(调试用)
}
 // 获取传感器的值
float MQ7_GetPPM(void)
{
	float Vrl = 3.3f * ADC_Value / 4096.f;
	float RS = (3.3f - Vrl) / Vrl * RL;
	float ppm = 98.322f * pow(RS/R0, -1.458f);
	return  ppm; 
}
void Beep_Init()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 	 //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	 //IO口速度为50MHz
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 	 //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	 //IO口速度为50MHz
	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); 
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10); 
}
/*
50ppm 成年人置身其中所允许的最大含量

200ppm 2-3小时候会有轻微的头痛,头晕,恶心

400ppm 2小时内额通,3小时后有生命危险

800ppm 45分钟内头痛,恶心,2-3小时内死亡

1600ppm 20分钟内头痛,恶心,1小时内死亡
*/
void TIM4_Init(void)//0.1ms定时当作整个系统的呼吸
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM4);
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//指定时钟频率
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 7200-1;	   //ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1-1; //PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; 
	TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);//开启定时器中断
	
	NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel=TIM4_IRQn;
	NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
	NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
	NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);//初始化中断,设置中断的优先级
	
	TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//使能定时器
}
void TIM4_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)!=RESET)
	{
		if(++System_Time % 10000 == 0 && System_Flag <= 90){System_Flag++;Sec--;}//一氧化碳传感器上电需要预热一分半钟(5V电是1分钟)
		if(System_Flag > 90)
		{
			if(CO < 40)
			{
				Waring_Time = 0;
				GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10); 
				GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
			}
			else if(CO >= 40 && CO < 50)
			{
				Waring_Time++;
				if(Waring_Time<=500)
				{
					GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10); //危险间隙报警
					GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
				}
				else if(Waring_Time<=1000)
				{
					GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10); 
					GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
				}
				else if(Waring_Time>1000)
					Waring_Time = 0;
			}
			else if(CO >= 50)
			{
				Waring_Time = 0;
				GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10); //危险报警
				GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);
			}
		}
		TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);//清除中断标志位
	}
}
int main(void)
{
	delay_init();
	Beep_Init();
	Adc_Init();		  		//ADC初始化
	OLED_Init();
	OLED_Clear(0);
	delay_ms(1000);
	TIM4_Init();
	OLED_ShowCHinese(16-8,2,7);//传
	OLED_ShowCHinese(32-8,2,8);//感
	OLED_ShowCHinese(48-8,2,9);//器
	OLED_ShowCHinese(64-8,2,10);//正
	OLED_ShowCHinese(80-8,2,11);//在
	OLED_ShowCHinese(96-8,2,12);//预
	OLED_ShowCHinese(112-8,2,13);//热
	OLED_ShowCHinese(16,5,14);//请
	OLED_ShowCHinese(32,5,15);//等
	OLED_ShowCHinese(48,5,16);//待
	OLED_ShowCHinese(64,5,6);//:
	OLED_ShowCHinese(96,5,17);//秒
	while(1)
	{
		if(System_Flag <= 90)
		{
			OLED_ShowNum(80,5,Sec,2,16);//电压值
		}
		else
		{
			if(System_Flag == 91)
			{
//				OLED_Display_Off();
				OLED_Clear(0);
//				OLED_Display_On();
				System_Flag = 92;
			}
			else if(System_Flag == 92)
			{
				OLED_ShowCHinese(16-8,2,0);//一
				OLED_ShowCHinese(32-8,2,1);//氧
				OLED_ShowCHinese(48-8,2,2);//化
				OLED_ShowCHinese(64-8,2,3);//碳
				OLED_ShowCHinese(80-8,2,4);//浓
				OLED_ShowCHinese(96-8,2,5);//度
				OLED_ShowCHinese(112-8,2,6);//:
				OLED_ShowString(80,5,"PPM",3);
				ADC_Value = Get_Adc_Average(ADC_Channel_0,10);//烟雾传感器ADC的值(模拟量)
				MQ7_PPM_Calibration();
				CO = MQ7_GetPPM();//一氧化碳的浓度ppm的值
				OLED_ShowNum(48,4,CO,4,16);//一氧化碳浓度
//				OLED_ShowNum(48,6,ADC_Value,4,16);//电压值(调试用)
				System_Flag = 93;
			}
			else if(System_Flag == 93)
			{
				ADC_Value = Get_Adc_Average(ADC_Channel_0,10);//烟雾传感器ADC的值(模拟量)
				CO = MQ7_GetPPM();//一氧化碳的浓度ppm的值
				OLED_ShowNum(48,4,CO,4,16);//电压值
//				OLED_ShowNum(48,6,ADC_Value,4,16);//电压值(调试用)
			}
		}
	}
}

        完整资料在群文件里,如有需要可自行下载,有解决不了的问题可以在评论区留言,也请大家给点个赞和收藏吧,文章制作不易谢谢大家!

代码下载链接:一氧化碳烟雾报警器(STM32F103C8T6+MQ7+0.96OLED)资源-CSDN文库

 

 

 

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