【GD32】GP2Y1014AU粉尘传感器_gp2y1014auof中文手册

作者：你好赵伟 | 2024-05-08 10:47:33

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gp2y1014auof中文手册

2.42 GP2Y1014AU粉尘传感器

2.42.1 模块来源

采购链接：
GP2Y1014AU粉尘传感器模块 PM2.5灰尘传感器代替GP2Y1010AU0F

2.42.2 规格参数

工作电压：5-7V
消耗电流：最大20mA
最小粒子检出值：0.8微米
灵敏度：0.5V(0.1mg/m3)
清洁空气中电压：0.9V （典型）
重量：15g
尺寸大小：46x30x17.6mm

2.42.3 移植过程

我们的目标是在梁山派GD32F470上能够判断粉尘浓度的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。

2.42.3.1 查看资料

GP2Y1014AU粉尘传感器在其中间有一个洞，空气可以自由流通，传感器内部邻角位置安装有红外发光二极管和光电晶体管，红外发光二极管定向发送红外光，当空气中有颗粒物阻碍红外线时，红外线发生漫反射，光电晶体管接收到红外光线，信号输出引脚电压会随之发生变化。该电压值在一定范围内与灰尘浓度成线性关系，因此在使用过程中，需要使用 ADC 采集该电压信号，并通过该电压值计算出空气中的灰尘浓度。

2.42.3 移植过程

我们的目标是在梁山派GD32F470上能够判断粉尘浓度的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。

2.42.3.1 查看资料

2.42.3.2 引脚选择

在这里插入图片描述

2.42.3.3 移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与上一节相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_dust.c与bsp_dust.h。见2.2.3.3 移植至工程。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。
在文件bsp_dust.c中，编写如下代码。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_dust.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2023年06月08日
  * 功能介绍:          
  ******************************************************************************
  * 注意事项:
*********************************************************************************/
#include "bsp_dust.h"
#include "systick.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Dust_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：粉尘传感器引脚初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Dust_GPIO_Init(void)
{
    /* 开启时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_OUT);  
    rcu_periph_clock_enable(RCU_LED);  
 
         /*        配置LED为输出模式        */
    gpio_mode_set(PORT_LED, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_LED); 
        gpio_output_options_set(PORT_LED,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LED);
    gpio_bit_write(PORT_LED,GPIO_LED,SET);
    
    /* 使能ADC时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_OUT_ADC);                
    
        /*        配置AO为浮空模拟输入模式        */
    gpio_mode_set(PORT_OUT, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_OUT); 
    
    /*        配置ADC为独立模式        */
    adc_sync_mode_config(ADC_SYNC_MODE_INDEPENDENT);
    /*        使能连续转换模式        */
    adc_special_function_config(PORT_OUT_ADC, ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
    /*        使能扫描模式        */
    adc_special_function_config(PORT_OUT_ADC, ADC_SCAN_MODE, ENABLE);
    /*        数据右对齐        */        
    adc_data_alignment_config(PORT_OUT_ADC, ADC_DATAALIGN_RIGHT);
    /*        ADC0设置为规则组  一共使用 CHANNEL_NUM 个通道                */  
    adc_channel_length_config(PORT_OUT_ADC, ADC_REGULAR_CHANNEL, CHANNEL_NUM);
    /*        ADC规则通道配置：ADC0的通道CHANNEL_ADC的扫描顺序为0；采样时间：15个周期                */  
        /*        DMA开启之后 gt_adc_val[x][0] = PC1的数据   */
    adc_regular_channel_config(PORT_OUT_ADC, 0, CHANNEL_OUT_ADC, ADC_SAMPLETIME_15);
        /*        ADC0设置为12位分辨率                */  
        adc_resolution_config(PORT_OUT_ADC, ADC_RESOLUTION_12B); 
        /*        ADC外部触发禁用, 即只能使用软件触发                */  
    adc_external_trigger_config(PORT_OUT_ADC, ADC_REGULAR_CHANNEL, EXTERNAL_TRIGGER_DISABLE);
    /*        ADC0使能 */
    adc_enable(PORT_OUT_ADC);
        /*        等待ADC稳定                */  
        delay_1ms(1);
        /*        开启ADC自校准                */
    adc_calibration_enable(PORT_OUT_ADC); 
        /*        开启软件触发ADC转换                */
        adc_software_trigger_enable(PORT_OUT_ADC, ADC_REGULAR_CHANNEL); 
}                           

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_ADC_Value
 * 函 数 说 明：对ADC值进行平均值计算后输出
 * 函 数 形 参：num采集次数
 * 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_ADC_Value(unsigned int num)
{
        unsigned int Data=0;
    int i = 0;
    for( i = 0; i < num; i++ )
    {
        /*        读取ADC常规组数据寄存器  */
        Data += adc_regular_data_read(ADC0);
        delay_1ms(1);
    }
    Data = Data/num;
        
        return Data;
}

int Filter(int m)
{
    static int flag_first = 0, _buff[10], sum;
    const int _buff_max = 10;
    int i;

    if (flag_first == 0)
    {
        flag_first = 1;
        for (i = 0, sum = 0; i < _buff_max; i++)
        {
            _buff[i] = m;
            sum += _buff[i];
        }
        return m;
    }
    else
    {
        sum -= _buff[0];
        for (i = 0; i < (_buff_max - 1); i++)
        {
            _buff[i] = _buff[i + 1];
        }
        _buff[9] = m;
        sum += _buff[9];

        i = sum / 10.0;
        return i;
    }
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Read_dust_concentration
 * 函 数 说 明：读取粉尘浓度
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：粉尘浓度
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
float Read_dust_concentration(void)
{
    unsigned int value=0;
    float f_value = 0, density = 0;
    
        
    gpio_bit_write(PORT_LED,GPIO_LED,RESET);
    delay_1us(280);
    value = adc_regular_data_read(ADC0);
    delay_1us(40);
    gpio_bit_write(PORT_LED,GPIO_LED,SET);
    delay_1us(9680);

    value = Filter(value);
    f_value = 0.17*value-0.1; //转换公式
    return f_value;
}


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在文件bsp_dust.h中，编写如下代码。

#ifndef _BSP_DUST_H_
#define _BSP_DUST_H_
 
#include "gd32f4xx.h"

#define RCU_LED             RCU_GPIOF
#define PORT_LED            GPIOF
#define GPIO_LED            GPIO_PIN_10


#define RCU_OUT             RCU_GPIOC
#define PORT_OUT            GPIOC
#define GPIO_OUT            GPIO_PIN_1

#define RCU_OUT_ADC          RCU_ADC0
#define PORT_OUT_ADC         ADC0
#define CHANNEL_OUT_ADC      ADC_CHANNEL_11


//采样通道数 
#define CHANNEL_NUM     1

void Dust_GPIO_Init(void);
float Read_dust_concentration(void);
#endif


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2.42.4 移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: main.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2022年06月08日
  * 功能介绍:          
  ******************************************************************************
  * 开发板官网：www.lckfb.com        
*********************************************************************************/

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_dust.h"
       
int main(void)
{
    nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);  // 优先级分组
        systick_config();                //滴答定时器初始化 1ms

    usart_gpio_config(115200U);      
    printf("demo start\r\n");
    Dust_GPIO_Init();
    while(1)
    {
        printf("Read_dust_concentration = %.2f\r\n",Read_dust_concentration());
        delay_1ms(1000);
    }
}
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移植现象：

在这里插入图片描述
移植成功示例，见文件2.42.4-1 。

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