51单片机甲醛浓度采集_基于51单片机sgp30传感器测量二氧化碳浓度代码

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前言

本文实现了对于甲醛浓度的监测，用的是SGP30模块，可同时监测甲醛浓度和二氧化碳的浓度。

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一、代码

1.SGP30.C

#include "SGP30.H"



//延时约1ms
void I2Cdelay_ms(int ms)               
{
	uint a,b,c;
	for(a=ms;a>0;a--)
		for(b=10;b>0;b--)
			for(c=85;c>0;c--);
}
//模拟IIC用的短延时 us
void I2CDelay (uchar t)
{
  while(t--);
}

//I2C起始信号
void I2CStart(void)
{
  SDA = 1;                            //发送起始条件的数据信号 
  SCL = 1;
  I2CDelay(50);                    //起始条件建立时间大于4.7us,延时 
  SDA = 0;                            //发送起始信号
  I2CDelay(50);                    //起始条件锁定时间大于4μs 
  SCL = 0;                            //钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
  I2CDelay(50);
}

//I2C停止信号

void I2CStop(void)
{
  SDA = 0;                        //发送结束条件的数据信号 
  SCL = 0;
  I2CDelay(50);
  SCL = 1;                        //发送结束条件的时钟信号 
  I2CDelay(50);                //结束条件建立时间大于4μs 
  SDA = 1;                        //发送I2C总线结束信号 
  I2CDelay(50);
}

//I2C写一个字节数据，返回ACK或者NACK
uchar I2C_Write_Byte(uchar Write_Byte)  //Sendbyte
{
  uchar i;
  SCL=0;
  I2CDelay(10);
  for(i=0; i<8; i++)            //要传送的数据长度为8位 
  {
    if(Write_Byte&0x80)   //判断发送位 
    {
      SDA = 1;
    }
    else
    {
      SDA = 0;
    }
    I2CDelay(5);
    SCL=1;                //输出SDA稳定后，拉高SCL给出上升沿，从机检测到后进行数据采样
    I2CDelay(5);         //保证时钟高电平周期大于4μs 
    SCL=0;
    I2CDelay(5);
    Write_Byte <<= 1;
  }
  I2CDelay(1);
  SDA = 1;                      //8位发送完后释放数据线，准备接收应答位-ZLG
  I2CDelay(40);
  SCL = 1;                      //MCU告知SHT2X数据发送完毕，等待从机的应答信号
  I2CDelay(40);
  /*以下是判断I2C总线接收应到应答信号是ACK还是NACK*/
  if(SDA==1)                                   //SDA为高，收到NACK
  {
		I2CDelay(40);
    SCL=0;
    return NACK;
  }
  else                                         //SDA为低，收到ACK
  {
		I2CDelay(40);
    SCL=0;
    return ACK;

  }
}

//I2C读一个字节数据，入口参数用于控制应答状态，ACK或者NACK
uchar I2C_Read_Byte(uchar AckValue)//receivebyte
{
  uchar i,RDByte=0;
  SCL=0;                                   //置时钟线为低，准备接收数据位 
  I2CDelay(40);
  SDA = 1;                                 //释放总线,置数据线为输入方式 
  for (i=0; i<8; i++)
  {
    SCL = 1;                          //SCL高电平期间，采集SDA信号，并作为有效数据 //置时钟线为高使数据线上数据有效 
    I2CDelay(20);
    RDByte <<= 1;                  //移位
    if(SDA==1)                           //采样获取数据
    {
      RDByte |= 0x01;
    }
    else
    {
      RDByte &= 0xfe;
    }
    I2CDelay(10);
    SCL = 0;                             //下降沿，从机给出下一位值
    I2CDelay(60);
  }
  /*以下是I2C总线发送应答信号ACK或者NACK*/
  SDA = AckValue;                      //应答状态
  I2CDelay(30);
  SCL = 1;
  I2CDelay(50);                  //时钟低电平周期大于4μs 
  SCL = 0;                                  //清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收 
  I2CDelay(150);
  return RDByte;
}


//初始化IIC接口
void SGP30_Init(void)
{
  SGP30_Write(0x20,0x03);
//	SGP30_ad_write(0x20,0x61);
//	SGP30_ad_write(0x01,0x00);
}

void SGP30_Write(uchar a, uchar b)
{
  I2CStart();
  I2C_Write_Byte(SGP30_write); //发送器件地址+写指令
  I2C_Write_Byte(a);		//发送控制字节
  I2C_Write_Byte(b);
  I2CStop();
  I2Cdelay_ms(100);
}

unsigned long SGP30_Read(void)
{
  unsigned long dat;
  int crc;
  I2CStart();
  I2C_Write_Byte(SGP30_read); //发送器件地址+读指令
  dat = I2C_Read_Byte(ACK);
  dat <<= 8;
  dat += I2C_Read_Byte(ACK);
  crc = I2C_Read_Byte(ACK); //check数据，舍去
  crc = crc;             //避免编译产生警告，这句可有可无
  dat <<= 8;
  dat += I2C_Read_Byte(ACK);
  dat <<= 8;
  dat += I2C_Read_Byte(NACK);
  I2CStop();
  return(dat);
}
     
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2、SGP30.H

#ifndef __SGP30_H
#define __SGP30_H
#include "reg52.h"


#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
#define ulong unsigned long

#define SGP30_read  0xb1  //SGP30的读地址
#define SGP30_write 0xb0  //SGP30的写地址

#define ACK         0             //应答信号
#define NACK        1             //非应答信号

sbit SCL = P1^2;  //SGP30的SCL引脚定义
sbit SDA = P1^3;	//SGP30的SDA引脚定义



//I2C起始信号
void I2CStart(void);

//I2C停止信号
void I2CStop(void);

//I2C写一个字节数据，返回ACK或者NACK
uchar I2C_Write_Byte(uchar Write_Byte);

//I2C读一个字节数据，入口参数用于控制应答状态，ACK或者NACK
uchar I2C_Read_Byte(uchar AckValue);

//初始化SGP30
void SGP30_Init(void);

//向SGP30写数据
void SGP30_Write(uchar a, uchar b);

//从SGP30读数据
ulong SGP30_Read(void);
void I2Cdelay_ms(int ms);

#endif

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二、代码使用解读

1.引脚连接

SGP30模块采用的是IIC的通信方式，需要占用两个引脚，其中SCL引脚连接至单片机的P12引脚，SDA引脚连接至单片机的P11引脚。

2.调用方式

首先需要在main函数文件里面调用sgp30.h文件，在void main里面进行如下的初始化：

  unsigned int TVOCData;//定义TVOC浓度变量
  unsigned long sgp30_dat;
  SGP30_Init();   //初始化SGP30
  I2Cdelay_ms(100);
  SGP30_Write(0x20,0x08);
  sgp30_dat = SGP30_Read();//读取SGP30的值
  TVOCData = sgp30_dat & 0x0000ffff;
  //SGP30模块开机需要一定时间初始化,TVOC为0ppd且恒定不变,上电后每隔500ms读取一次
  //SGP30模块的值，如果CO2浓度为400ppm，TVOC为0ppd，则屏幕闪烁显示“正在检测中...”，直到SGP30模块初始化完成。
  while(TVOCData == 0)
  {
	SGP30_Write(0x20,0x08);
	sgp30_dat = SGP30_Read();//读取SGP30的值
	TVOCData = sgp30_dat & 0x0000ffff;			 //取出TVOC值
	OLED_ShowString(32,3,"Init...",16);
	I2Cdelay_ms(400);
	OLED_ShowString(32,3,"       ",16);
	I2Cdelay_ms(100);
  }
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调用的时候只需要通过SGP30_Write函数和SGP30_Write函数进行数据的读取即可。

	 //检测TVO值
	 SGP30_Write(0x20,0x08);
	 sgp30_dat = SGP30_Read();//读取SGP30的值
	 TVOCData = sgp30_dat & 0x0000ffff;       //取出TVOC值
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总结

接下来也会继续分享这一段时间做的设计，希望能够帮助到大家，无偿分享，码字不易大家多多点赞收藏支持哦！