STM32使用夏普GP2Y1010AU0F灰尘传感器测量PM2.5空气污染指数

夏普GP2Y1010AU0F是一款灰尘传感器，该传感器可以测量空气中的PM2.5指数。我的毕业设计中有一项就是需要测量空气中PM2.5的指数，所以使用了该传感器来测量，下面是使用该传感器测量空气指数的教程，同时带有GP2Y1010AU0F和STM32传感器的连接电路图以及详细的程序。

一、夏普GP2Y1010AU0F灰尘传感器介绍

GP2Y1010AU0F是日本夏普公司开发的一款光学灰尘浓度检测传感器。此传感器内部成对脚分布的红外发光管和光电晶体管，利用光敏原理来工作。用于检测特别细微的颗粒，如香烟颗粒、细微灰尘。依靠输出脉冲的高度来判断颗粒浓度。

二、传感器的特点：

1.尺寸：（46.0 x 30 x 17.6 mm）

2.最大工作电流：20mA

3.单脉冲即可检测出颗粒浓度。（待工作稳定）

4.工作温度：-10~65℃

5.安全无害

三、夏普GP2Y1010AU0F灰尘传感器与STM32链接

如下图连接灰尘传感器，需要使用一个150欧姆的电阻和220uF的电容，三极管可以不接，其中使用PA0接收模拟信号，PB1发送脉冲信号。

如果不知道模块的引脚排列，可以参考下图。

四、STM32检测PM2.5程序

主要程序如下，如果需要可以下载文章末尾的工程文件，里面附带所有的程序源码。

Adc.c

#include "adc.h"
 #include "delay.h"
 
 
//初始化ADC
//这里我们仅以规则通道为例
//我们默认将开启通道0~3

void Adc_Init(void)
{ 
 ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1 , ENABLE ); //使能ADC1通道时钟


RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //设置ADC分频因子6 72M/6=12,ADC最大时间不能超过14M

//PA1 作为模拟通道输入引脚 
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模拟输入引脚
 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 
 
 //PB1 作为脉冲输出引脚 
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; 
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; 
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
 GP2Y_High;

ADC_DeInit(ADC1); //复位ADC1,将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
 ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单通道模式
 ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //模数转换工作在单次转换模式
 ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换由软件而不是外部触发启动
 ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC数据右对齐
 ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行规则转换的ADC通道的数目
 ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器


 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1
 
 ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能复位校准 
 
 while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准结束
 
 ADC_StartCalibration(ADC1); //开启AD校准
 
 while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准结束
 
// ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能

} 
//获得ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 Get_Adc(u8 ch) 
{
 //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 0, ADC_SampleTime_239Cycles5 ); //ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期 
 
 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能 
 
 while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束

return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}

float GetGP2Y(void)
{
 u32 AD_PM; 
 double pm; 
 GP2Y_Low;
 delay_us(280);
 AD_PM = Get_Adc(ADC_Channel_0); //PA0
 delay_us(40);
 GP2Y_High;
 delay_us(9680);
 pm = 0.17*AD_PM-0.1; //转换公式
 printf("%f\n",pm);
 return pm;
}

u16 Get_GP2Y_Average(u8 times)
{
 u32 pm_val=0;
 u8 t;
 for(t=0;t<times;t++)
 {
 pm_val+=GetGP2Y();
 delay_ms(5);
 }
 return pm_val/times;
}

五、将代码编译下载，运行就可以看到测量到的PM2.5数据啦！

我测量到室内的PM2.5数值为124，可以得出室内空气质量属于很好。

测试得到的数据和空气质量对照：
3000 + = 很差
1050-3000 = 差
300-1050 = 一般
150-300 = 好
75-150 = 很好
0-75 = 非常好
测试结果：