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一、前言
PM2.5传感器（GP2Y1010AU）是一种用于检测空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物浓度的传感器。它由日本夏普公司（Sharp Corporation）生产，广泛应用于环境监测、空气净化器、工业检测等领域。以下是关于PM2.5传感器（GP2Y1010AU）的详细介绍
二、简介
1. 工作原理：
PM2.5传感器（GP2Y1010AU）采用光学检测原理，利用红外光照射到空气中的颗粒物，然后通过检测颗粒物对光的散射和吸收情况，计算出颗粒物的浓度。
2. 特点：
- 测量范围：0.1～5mg/m³（颗粒物浓度）
- 分辨率：0.1mg/m³
- 响应时间：约1分钟
- 输出信号：模拟电压信号（0～5V）
- 尺寸：47×35×18.5mm（不包括引脚）
3. 使用方法：
- 将传感器与微控制器或数据处理电路连接，通过测量传感器的输出电压，计算出颗粒物浓度。
- 传感器需要接通电源（通常是5V）和地线。
- 输出信号可以通过模拟输入接口（如Arduino的A0端口）读取。
4. 应用领域：
- 环境监测：实时监测空气质量，了解PM2.5浓度，为环保政策制定和执行提供数据支持。
- 空气净化器：根据PM2.5浓度自动调节空气净化器的工作状态，实现智能化控制。
- 工业检测：监测工业生产过程中的颗粒物排放，确保生产环境的安全和环保。
5. 注意事项：
- 传感器对温度和湿度较为敏感，可能会影响测量精度。在使用时，尽量保持环境温度和湿度稳定。
- 避免将传感器直接暴露在阳光下，以免影响测量结果。
- 定期清洁传感器，以保持其良好的测量性能。
三、资料获取
关注微信公众号--星之援工作室 发送关键字（PM2.5）
代码含重要注释，开源，可自行移植
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四、设备使用
实现效果
可以直接对设备哈气获取要其他烟雾进行测试 ，也可以直接向洞中插入东西，数据都会产生变化
接线
四、代码编写
main.c
实现函数调用
/*--------------------------------------------------------*
* *
* 星之援网络科技工作室学习资料v1.0 *
* 时间：2024.9.23 *
* 程序介绍：计算检测PM2.5 *
* 实现效果：PA1和进行电压的测量
* PB0模拟输出 10ms PWM信号
* 并且显示在串口中 *
* *
*--------------------------------------------------------*
*/
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "adc.h"
#include "pwm.h"
/*--------ADC---------*
* PA0 *
*--------------------*
*--------IO ---------*
* PB0 *
*--------------------*
VCC -5V
GND -GND
*/
int main(void)
{
u16 adcx;
u32 time ;
float V;
int dustVal = 0;
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_GPIO_Config(); //LED端口初始化
ADCx_Init(); //ADC初始化
while(1)
{
time++;
adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);
V = 3.3f * adcx / 4096.f * 2; //获得AO输出口的电压值
dustVal = (0.17*V-0.1)*1000; //乘以1000单位换成ug/m3//
if (dustVal < 0)
dustVal = 0; //限位//
if(time % 100 == 0 )
{
printf("dustVal: %d , V: %.1fn",dustVal,V);
time = 0;
}
//delay_ms(1);
}
}
adc.c
实现电压监测
#include "adc.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
__IO uint16_t ADC_ConvertedValue[NOFCHANEL]={0};
/**
* @brief ADC GPIO 初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
static void ADCx_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 打开 ADC IO端口时钟
ADC_GPIO_APBxClock_FUN ( ADC_GPIO_CLK, ENABLE );
// 配置 ADC IO 引脚模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ADC_PIN2|ADC_PIN1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
// 初始化 ADC IO
GPIO_Init(ADC_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
/**
* @brief 配置ADC工作模式
* @param 无
* @retval 无
*/
static void ADCx_Mode_Config(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
// 打开DMA时钟
RCC_AHBPeriphClockCmd(ADC_DMA_CLK, ENABLE);
// 打开ADC时钟
ADC_APBxClock_FUN ( ADC_CLK, ENABLE );
// 复位DMA控制器
DMA_DeInit(ADC_DMA_CHANNEL);
// 配置 DMA 初始化结构体
// 外设基址为：ADC 数据寄存器地址
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ( u32 ) ( & ( ADC_x->DR ) );
// 存储器地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)ADC_ConvertedValue;
// 数据源来自外设
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
// 缓冲区大小，应该等于数据目的地的大小
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = NOFCHANEL;
// 外设寄存器只有一个，地址不用递增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
// 存储器地址递增
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
// 外设数据大小为半字，即两个字节
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
// 内存数据大小也为半字，跟外设数据大小相同
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
// 循环传输模式
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
// DMA 传输通道优先级为高，当使用一个DMA通道时，优先级设置不影响
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
// 禁止存储器到存储器模式，因为是从外设到存储器
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
// 初始化DMA
DMA_Init(ADC_DMA_CHANNEL, &DMA_InitStructure);
// 使能 DMA 通道
DMA_Cmd(ADC_DMA_CHANNEL , ENABLE);
// ADC 模式配置
// 只使用一个ADC，属于单模式
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
// 扫描模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ;
// 连续转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
// 不用外部触发转换，软件开启即可
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
// 转换结果右对齐
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
// 转换通道个数
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = NOFCHANEL;
// 初始化ADC
ADC_Init(ADC_x, &ADC_InitStructure);
// 配置ADC时钟Ｎ狿CLK2的8分频，即9MHz
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
// 配置ADC 通道的转换顺序和采样时间
ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL2, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL2, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);
// 使能ADC DMA 请求
ADC_DMACmd(ADC_x, ENABLE);
// 开启ADC ，并开始转换
ADC_Cmd(ADC_x, ENABLE);
// 初始化ADC 校准寄存器
ADC_ResetCalibration(ADC_x);
// 等待校准寄存器初始化完成
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_x));
// ADC开始校准
ADC_StartCalibration(ADC_x);
// 等待校准完成
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC_x));
// 由于没有采用外部触发，所以使用软件触发ADC转换
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_x, ENABLE);
}
/**
* @brief ADC初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
void ADCx_Init(void)
{
ADCx_GPIO_Config();
ADCx_Mode_Config();
}
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
PM2_5_ON;
delay_us(280); // 开启LED后的280us的等待时间
temp_val=ADC_ConvertedValue[1];
delay_us(19); //延时19us，因为这里AD采样的周期为239.5，所以AD转换一次需耗时21us，19加21再加280刚好是320us
PM2_5_OFF;
delay_us(9680); //需要脉宽比0.32ms/10ms的PWM信号驱动传感器中的LED
return temp_val;
}
/*********************************************END OF FILE**********************/
adc.h
#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H
#include "stm32f10x.h"
// 注意：用作ADC采集的IO必须没有复用，否则采集电压会有影响
/********************ADC1输入通道（引脚）配置**************************/
#define ADC_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmd
#define ADC_CLK RCC_APB2Periph_ADC1
#define ADC_GPIO_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmd
#define ADC_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA
#define ADC_PORT GPIOA
// 注意
// 1-PC0 在霸道里面接的是蜂鸣器，默认被拉低
// 2-PC0 在指南者里面接的是SPI FLASH的 片选，默认被拉高
// 所以 PC0 做 ADC 转换通道的时候，结果可能会有误差
// 转换通道个数
#define NOFCHANEL 2
#define ADC_PIN1 GPIO_Pin_0
#define ADC_CHANNEL1 ADC_Channel_0
#define ADC_PIN2 GPIO_Pin_1
#define ADC_CHANNEL2 ADC_Channel_1
// ADC1 对应 DMA1通道1，ADC3对应DMA2通道5，ADC2没有DMA功能
#define ADC_x ADC1
#define ADC_DMA_CHANNEL DMA1_Channel1
#define ADC_DMA_CLK RCC_AHBPeriph_DMA1
/**************************函数声明********************************/
void ADCx_Init (void);
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times);
#endif /* __ADC_H */
五、参考
基于STM32F103单片机雾霾检测PM2.5检测空气质量检测除尘系统https://blog.csdn.net/a_huan258147/article/details/116261005?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%252270E293FE-E8B7-4F6F-90F6-F0A69E48BA5D%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=70E293FE-E8B7-4F6F-90F6-F0A69E48BA5D&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-1-116261005-null-null.142%5Ev100%5Epc_search_result_base4&utm_term=pm2.5%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E8%BF%9E%E6%8E%A5stm32f103&spm=1018.2226.3001.4187
联系方式 微信号：13648103287
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