GP2Y10粉尘传感器_csdngp2y

1、粉尘传感器 GP2Y10是一款光学空气质量传感器，设计用来感应空气中的尘埃粒子，其内部对角安放着红外线发光二极管和光电晶体管，使得其能够探测到空气中尘埃反射光，即使非常细小的如烟草烟雾颗粒也能够被检测到，通常在空气净化系统中应用。该传感器具有非常低的电流消耗（最大20mA，典型值11mA），可使用高达7VDC。该传感器输出为模拟电压，其值与粉尘浓度成正比。

2、可测量0.8微米以上的微小粒子，感知烟草产生的花粉，房屋粉尘等，体积小，重量轻，便于安装，广泛应用于空气清新机，换气空调，换气扇等产品。输出电压与粉尘浓度的比值如下图：

根据曲线图可以列出部分电压与粉尘浓度的对应值，如下：

根据以上对应值可以求出粉尘浓度mg/m3与电压V的计算公式，如下（根据Excel生成的公式）：

                                                                 mg/m3 = 0.1686 * V - 0.09856

根据传感器数据手册介绍，传感器的采集周期为10ms，LED灯亮时间为0.32ms，传感器采集时间为0.28ms。如下图：

3、Sensor_Dust.c 文件

 // 传感器初始化
void GP2Y10_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA , ENABLE);
 
    // 初始化传感器LED灯控制引脚
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_Level_3;
    GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStruct);
	
    GP2Y10_LED_OFF(); // 初始化传感器LED灯为关
 
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // 定义 GPIO 初始化结构体变量
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct; // 定义 ADC初始化结构体变量
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStruct;
	
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);	
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA,ENABLE); // 使能 GPIOA 时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE); // 使能 ADC1 时钟
	
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; // 模拟输入
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;	// ADC通道引脚
    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; // 上拉
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 初始化
	
    ADC_DeInit(ADC1);  // 复位 ADC
    ADC_StructInit(&ADC_InitStruct); // 使用默认值填充 ADC_InitStruct成员
    ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续转换模式
    ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; // 数据对齐
    ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None; // 禁止触发检测，使用软件触发
    ADC_InitStruct.ADC_ScanDirection = ADC_ScanDirection_Upward; // 启动向上扫描模式 (from CHSEL0 to CHSEL17)
    ADC_InitStruct.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b; // 12 位模式
    ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct); // ADC 初始化
	
    ADC_ChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,ADC_SampleTime_239_5Cycles); // 配置ADC注入通道0及周期采样时间
	
    ADC_GetCalibrationFactor(ADC1);  // 校准 ADC
    ADC_Cmd(ADC1,ENABLE); // ADC 使能 	
    ADC_StartOfConversion(ADC1); // 开始 ADC1 转换
	
    DMA_DeInit(DMA1_Channel1); // 复位
    DMA_StructInit(&DMA_InitStruct);	
    DMA_InitStruct.DMA_BufferSize = 1; // 整体的数据个数
    DMA_InitStruct.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 指定外设为发送源
    DMA_InitStruct.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 关闭两个存储区互相访问
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADC_Value; // 存储区基地址
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord; // 存储区每次接收两个字节
    DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 存储区地址自增
    DMA_InitStruct.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 开启循环模式
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&ADC1->DR; // 外设地址
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; // 外设每次传输两个字节
    DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址不自增
    DMA_InitStruct.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 设置通道转换优先级
    DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStruct); // 初始化
	
    ADC_DMARequestModeConfig(ADC1,ADC_DMAMode_Circular); // 使能ADC的DMA循环转换模式
	
    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); //DMA 使能	
    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); // ADC DMA 使能	
    ADC_StartOfConversion(ADC1); // 开始 ADC1 转换
}
 
/***********************************
 * V		mg/m3              *
 * 0.5846	0                  *
 * 1.1544	0.1                *
 * 1.7173	0.2                *
 * 2.3153	0.3                *
 * 2.9730	0.4                *
 * 3.5229	0.5                *
 * mg/m3 = 0.1686 * V - 0.09856    * 
 **********************************/
 // 计算粉尘浓度
float GP2Y10_Value(void)
{
    GP2Y10_LED_ON();
    SYSTICK_DelayUs(GP2Y10_SAMP_TIME);
    float v = LIMIT(ADC_Value * 3.3f / 4095, 0.5846f, 3.5229f);
    SYSTICK_DelayUs(GP2Y10_LEDON_TIME - GP2Y10_SAMP_TIME);
    GP2Y10_LED_OFF();
    SYSTICK_DelayUs(GP2Y10_PULSE_PERIOD - GP2Y10_LEDON_TIME);
    return (v * 0.1686f - 0.09856f);
}

4、Sensor_Dust.h文件

#ifndef _SENSOR_DUST_H_
#define _SENSOR_DUST_H_
 
#include "stm32f0xx.h"
 
#define LIMIT(x, min, max) 	( (x) < (min)  ? (min) : ( (x) > (max) ? (max) : (x) ) ) // 限幅函数
#define GP2Y10_LED_ON()	 GPIO_ResetBits(GPIOA , GPIO_Pin_0) // 传感器LED灯开
#define GP2Y10_LED_OFF() GPIO_SetBits(GPIOA , GPIO_Pin_0) // 传感器LED灯关
 
#define GP2Y10_SAMP_TIME	280 // 传感器采样时间280us
#define GP2Y10_LEDON_TIME	320 // LED灯开持续时间
#define GP2Y10_PULSE_PERIOD	10000 // 传感器测量脉冲一个周期的时间
 
void GP2Y10_Init(void);
float GP2Y10_Value(void);
 
#endif
 

5、主函数

int main()
{
    GP2Y10_Init(); // 传感器初始化
    USART1_Init(); // 串口初始化
    SYSTICK_Init(1); // 滴答定时器时间
	
    while(1)
    {
        printf("Dust Concentration is :%f mg/m3\n",GP2Y10_Value()); // 计算粉尘浓度并通过串口打印
        SYSTICK_DelayMs(50);
    }
}