MQ-7一氧化碳传感器详解（STM32）

目录

一、介绍

二、传感器原理

1.原理图

2.引脚描述

3.传感器原理

三、程序设计

main.c文件

mq7.h文件

mq7.c文件

四、实验效果 

五、资料获取

项目分享

一、介绍

        MQ-7气体传感器是一种常用的气体传感器，用于检测空气中的一氧化碳浓度。工作原理是基于半导体气敏元件的电阻变化。当可燃气体进入传感器时，它会与气敏元件表面的敏感材料发生化学反应，导致电阻值发生变化。通过测量电阻值的变化，可以推断出一氧化碳浓度的大小

以下是MQ-7一氧化碳传感器的参数：

哔哩哔哩视频链接：

（资料分享见文末） 

二、传感器原理

1.原理图

DO输出: TTL数字量0和1(0.1和5V)

AO输出: 0.1-0.3V（相对无污染），高浓度电压4V左右

注: DO有效信号为低电平，输出有效时信号指示灯亮起

2.引脚描述

模块中蓝色的电位器是用于调节阀值，顺时针旋转，阈值会越大，逆时针越小

3.传感器原理

    使用MQ-7型一氧化碳传感器属于二氧化锡(SnO2)半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。处于200~3000摄氏度时，二氧化锡表面吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从面使其电阻值增加。当与一氧化碳气体接触时，如果晶粒间界处的势垒收到调至面变化，就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种一氧化碳存在的信息。一氧化碳浓度越大导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。

主要应用：

家庭用气体泄漏报警器
工业用可燃气体报警器
便携式一氧化碳气体检测器

三、程序设计

1.使用STM32F103C8T6读取MQ-7一氧化碳传感器采集的数据，通过串口发送至电脑

2.将读取得到的一氧化碳浓度数据同时在OLED上显示

注意：传感器通电后，需要先预热约60s后测量的数据才稳定。通电后传感器会出现正常的轻度发热现象，因为内部有电热丝。

main.c文件

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "oled.h"
#include "mq7.h"
#include "adcx.h"

/*****************辰哥单片机设计******************
											STM32
 * 项目			:	MQ-7一氧化碳传感器实验                     
 * 版本			: V1.0
 * 日期			: 2024.8.22
 * MCU			:	STM32F103C8T6
 * 接口			:	参看mq7.h							
 * BILIBILI	:	辰哥单片机设计
 * CSDN			:	辰哥单片机设计
 * 作者			:	辰哥 

**********************BEGIN***********************/

u16 value;
u8 buff[30];//参数显示缓存数组
float ppm;

int main(void)
{ 
	
  SystemInit();//配置系统时钟为72M	
	delay_init(72);
	LED_Init();
	LED_On();
	MQ7_Init();
	USART1_Config();//串口初始化
	
	OLED_Init();
	printf("Start \n");
	delay_ms(1000);
	
	OLED_Clear();
	//显示“一氧化碳:”
	OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1);
	OLED_ShowChinese(16,0,1,16,1);
	OLED_ShowChinese(32,0,2,16,1);
	OLED_ShowChinese(48,0,3,16,1);
	OLED_ShowChar(64,0,':',16,1);
	
	

  while (1)
  {
		LED_Toggle();
		value = MQ7_GetData();  
		
		printf("一氧化碳: %d\r\n",value);
//		OLED_ShowNum(80,0,value,4,16,1);
//		
//		ppm = MQ7_GetData_PPM();
//		sprintf((char*)buff, "%.2fppm    ",ppm);
//		OLED_ShowString(48,16,buff,16,1);
//		
		if(value)
		{
			OLED_ShowChinese(48,32,4,16,1);	//异
			OLED_ShowChinese(64,32,6,16,1);	//常
		}
		else
		{
			OLED_ShowChinese(48,32,5,16,1);	//正
			OLED_ShowChinese(64,32,6,16,1);	//常
		}

		delay_ms(200);

  }
	
}

mq7.h文件

#ifndef __MQ7_H
#define	__MQ7_H
#include "stm32f10x.h"
#include "adcx.h"
#include "delay.h"
#include "math.h"

/*****************辰哥单片机设计******************
											STM32
 * 文件			:	MQ-7一氧化碳传感器h文件                   
 * 版本			: V1.0
 * 日期			: 2024.8.22
 * MCU			:	STM32F103C8T6
 * 接口			:	见代码							
 * BILIBILI	:	辰哥单片机设计
 * CSDN			:	辰哥单片机设计
 * 作者			:	辰哥

**********************BEGIN***********************/

#define MQ7_READ_TIMES	10  //MQ-7传感器ADC循环读取次数

//模式选择	
//模拟AO:	1
//数字DO:	0
#define	MODE 	0

/***************根据自己需求更改****************/
// MQ-7 GPIO宏定义
#if MODE
#define		MQ7_AO_GPIO_CLK								RCC_APB2Periph_GPIOA
#define 	MQ7_AO_GPIO_PORT							GPIOA
#define 	MQ7_AO_GPIO_PIN								GPIO_Pin_0
#define   ADC_CHANNEL               		ADC_Channel_0	// ADC 通道宏定义

#else
#define		MQ7_DO_GPIO_CLK								RCC_APB2Periph_GPIOA
#define 	MQ7_DO_GPIO_PORT							GPIOA
#define 	MQ7_DO_GPIO_PIN								GPIO_Pin_1			

#endif
/*********************END**********************/


void MQ7_Init(void);
uint16_t MQ7_GetData(void);
float MQ7_GetData_PPM(void);

#endif /* __ADC_H */

mq7.c文件

#include "mq7.h"

/*****************辰哥单片机设计******************
											STM32
 * 文件			:	MQ-7一氧化碳传感器c文件                   
 * 版本			: V1.0
 * 日期			: 2024.8.22
 * MCU			:	STM32F103C8T6
 * 接口			:	见代码							
 * BILIBILI	:	辰哥单片机设计
 * CSDN			:	辰哥单片机设计
 * 作者			:	辰哥

**********************BEGIN***********************/

void MQ7_Init(void)
{
	#if MODE
	{
		GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
		
		RCC_APB2PeriphClockCmd (MQ7_AO_GPIO_CLK, ENABLE );	// 打开 ADC IO端口时钟
		GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MQ7_AO_GPIO_PIN;					// 配置 ADC IO 引脚模式
		GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;		// 设置为模拟输入
		
		GPIO_Init(MQ7_AO_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);				// 初始化 ADC IO

		ADCx_Init();
	}
	#else
	{
		GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
		
		RCC_APB2PeriphClockCmd (MQ7_DO_GPIO_CLK, ENABLE );	// 打开连接 传感器DO 的单片机引脚端口时钟
		GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MQ7_DO_GPIO_PIN;			// 配置连接 传感器DO 的单片机引脚模式
		GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;			// 设置为上拉输入
		
		GPIO_Init(MQ7_DO_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);				// 初始化 
		
	}
	#endif
	
}

#if MODE
uint16_t MQ7_ADC_Read(void)
{
	//设置指定ADC的规则组通道，采样时间
	return ADC_GetValue(ADC_CHANNEL, ADC_SampleTime_55Cycles5);
}
#endif

uint16_t MQ7_GetData(void)
{
	
	#if MODE
	uint32_t  tempData = 0;
	for (uint8_t i = 0; i < MQ7_READ_TIMES; i++)
	{
		tempData += MQ7_ADC_Read();
		delay_ms(5);
	}

	tempData /= MQ7_READ_TIMES;
	return tempData;
	
	#else
	uint16_t tempData;
	tempData = !GPIO_ReadInputDataBit(MQ7_DO_GPIO_PORT, MQ7_DO_GPIO_PIN);
	return tempData;
	#endif
}


float MQ7_GetData_PPM(void)
{
	#if MODE
	float  tempData = 0;
	

	for (uint8_t i = 0; i < MQ7_READ_TIMES; i++)
	{
		tempData += MQ7_ADC_Read();
		delay_ms(5);
	}
	tempData /= MQ7_READ_TIMES;
	
	float Vol = (tempData*5/4096);
	float RS = (5-Vol)/(Vol*0.5);
	float R0=6.64;
	
	float ppm = pow(11.5428*R0/RS, 0.6549f);
	
	return ppm;
	#endif
}

四、实验效果 

五、资料获取

项目分享