04-第8课时 烟雾报警系统的设计与实现.pptxVIP

嵌入式微控制器应用开发∣项目实战

基础篇主讲人：郑其百科荣创（北京）科技发展有限公司百科荣创（山东）科技发展有限公司第七讲

项目三烟雾报警系统的设计与实现任务二烟雾报警系统应用开发

CONTENTS 烟雾报警系统硬件介绍01 烟雾报警系统程序设计02

01烟雾报警系统硬件介绍

烟雾报警系统-设计框图STM32F407微控制器蜂鸣器门锁烟雾传感器MQ-2烟雾

蜂鸣器介绍蜂鸣器是一体化的电子讯响器，压电式蜂鸣器是以压电陶瓷的压电效应，来带动金属片的振动而发声；电磁式蜂鸣器，则是用电磁的原理，通电时将金属振动膜吸下，不通电时靠振动膜的弹力弹回。蜂鸣器可根据其驱动方式分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。有源和无源的源指的是震荡源，有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别就是内部是否自带震荡源。

蜂鸣器工作原理有源蜂鸣器的发声原理是：输入直流电源，经过振荡系统的放大取样电路，在谐振装置作用下产生声音信号。因为其内部自带震荡源，可以产生1.5~2.5kHZ的电压信号，导致其只能发出一个单音。无源蜂鸣器的发声原理：输入2~5K的方波信号，谐振装置将其转换为声音信号输出。其发出的声音可控，可以做出“多来米发索拉西”的效果。

蜂鸣器电路

烟雾传感器介绍MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，表面离子式N型半导体。处于200~300摄氏度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而变化，就会引起表面导电率的变化。烟雾的浓度越大，导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大（模拟量输出0~5V电压）。

烟雾传感器模块

02烟雾报警系统程序设计

烟雾的主要成分及危害烟雾的主要成分及危害：一般燃烧都会产生烟雾，烟雾的主要成分是二氧化碳和水蒸汽，这两种物质约占所有烟雾成分的90%～95%；另外，还会产生一氧化碳、碳氢化合物、碳化物、氮氧化物及微粒物质，约占5%～10%。当人员接触10％～20％浓度的二氧化碳后，会引起头晕、昏迷、呼吸困难，甚至神经中枢系统出现麻痹，使人失去知觉，严重的话会导致死亡。

MQ-2传感器介绍MQ-2传感器其检测可燃气体与烟雾的范围是300~10000ppm(ppm为体积浓度，一百万体积的空气中所含污染物的体积数，1ppm=0.0001%，如3%=30000ppm)，AD转换后得到是数字信号，也就是数据，如:12位ad(分辨率是1/4096)转换后，那么则300-10000PPM(0-5V)对应就是0-4095，这样就有了比例关系，当数字信号是0时，对应就是300ppm，4095时就是10000ppm，通过方程得出2048对应就是5150ppm。当最大允许浓度为5000ppm时，对应约为1985。

MQ-2传感器-灵敏度特性曲线图中纵坐标为传感器的电阻比（Rs/R0），横坐标为气体浓度。Rs表示传感器在不同浓度气体中的电阻值，R0表示传感器在洁净空气中的电阻值。图中所有测试都是在标准试验条件下完成的。

MQ-2传感器-温度、湿度特性曲线图中纵坐标是传感器的电阻比（Rs/RS0）。Rs表示在含2000ppm丙烷、不同温/湿度下传感器的电阻值。RS0表示在2000ppm丙烷、20℃/55%RH环境条件下传感器的电阻。

注意事项1）静态检测仪器通电后将传感器置于纯净的空气中，等待延时2-10分钟，用万用表测量VO测点应为0-1V，并记录静态电压值V1。2）动态检测用阴燃棉绳发生烟雾飘入传感头，测量VO测点的变化情况，有烟雾时记录动态电压值V2，若V2(动)-V1（静）=0.3V，说明传感器工作正常。3）报警点设定当环境最大允许的烟雾浓度为5000ppm，且不考虑温湿度影响时，12位ADC对应参考值为1985。！

STM32CubeIDE-ADC配置将“PA1”配置为ADC1_IN1

STM32CubeIDE-ADC配置将采样周期（SamplingTime）修改为：“480Cycles”

STM32CubeIDE–ADC参数介绍ADC通道模式设置：Lndependentmode独立模式ClockPrescaler时钟分频系数Resolution数据宽度DataAlignment数据对齐方式ScanConversionMode扫描转换模式ContinuousConversionMode连续转换模式DiscontinuousConversionMode不连续转换模式DMAContinuousRequests是否启用DMA功能EndOfConversionSelectionEOC选择

硬件连接

硬件连接

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