基于 STM32 设计的酒精检测仪

作者：DS小龙哥

2024-09-06
重庆
本文字数：2444 字
阅读完需：约 8 分钟

一、需求分析

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对于行车安全、家庭安全的要求越来越高，而酒驾等问题也日渐突出，为此，开发一款基于 STM32 的酒精检测仪，通过检测酒精浓度，实时显示结果并进行报警，可以有效避免因酒后驾车带来的安全隐患。

二、设计思路

2.1 硬件设计

1、主控芯片采用 STM32F103RCT6，该芯片具有较高的性能和稳定性，能够满足本设计的各项需求。

2、酒精传感器采用 MQ-3 模块，该模块具有高精度、响应速度快等特点，能够准确检测酒精浓度。

3、OLED 显示屏，用于实时显示酒精浓度等信息。

4、蜂鸣器，用于进行声音报警。

5、按键，用于设定报警阈值。

2.2 软件设计

1、IO 口配置：将相应的 IO 口配置为输入输出，并使能对应的时钟。

2、ADC 配置：将 ADC 采样通道、采样时间、采样频率等参数进行配置。

3、OLED 配置：初始化 OLED。

4、中断初始化：对按键进行中断初始化，并在中断服务函数中实现相应的操作。

5、主程序：定时读取酒精传感器的浓度值并将其转换为电压值，然后通过 ADC 进行采样，最后通过 OLED 显示屏进行实时显示。同时也需要根据设定的阈值进行判断，并触发相应的报警。

2.3 程序设计思路

main(){    初始化IO口    初始化ADC    初始化OLED    配置中断    while(1)    {        读取浓度值并转换为电压        进行ADC采样        计算实际浓度值        显示实时浓度值        判断是否超过设定阈值        触发相应的报警    }}
void EXTIx_IRQHandler(){    检测按键状态    根据按键状态进行相应的操作}

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三、代码设计

//头文件引用#include "stm32f10x.h"#include "OLED.h"#include "ADC.h"#include "MQ3.h"
//定义相关参数#define THRESHOLD1 100#define THRESHOLD2 200#define THRESHOLD3 300
//定义中断服务函数void EXTI0_IRQHandler(){  if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0){    threshold++;    if(threshold == 4) threshold = 1;    OLED_Clear();    OLED_ShowString(0,0,"Threshold:");    switch(threshold){      case 1:{        OLED_ShowString(70,0,"100");        break;      }      case 2:{        OLED_ShowString(70,0,"200");        break;      }      case 3:{        OLED_ShowString(70,0,"300");        break;      }      default:{        break;      }    }  }  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);}
int main(void){    //初始化IO口    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能端口时钟    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                                           //定义GPIO结构体    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                               //输出模式    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                              //速度50MHz    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;                                     //LED所在引脚    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);                                         //初始化GPIOC13    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                          //浮空输入模式    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;                                      //按键所在引脚    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                         //初始化GPIOA0
    //初始化ADC    ADC_Configuration();
    //初始化OLED    OLED_Init();    OLED_Clear();
    //配置中断    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    //定义相关变量    uint16_t adc_value = 0;    float voltage = 0.0;    float concentration = 0.0;    uint8_t threshold = 1;
    while(1)    {        //读取酒精传感器的浓度值并转换为电压值        adc_value = Get_ADC1_ConvertedValue(ADC_Channel_6);        voltage = (adc_value * 3.3) / 4096;
        //计算实际浓度值        concentration = Get_MQ3_Concentration(voltage);
        //显示实时浓度值        OLED_ShowString(0, 0, "Concentration:");        OLED_ShowNum(100, 0, concentration, 1, 2);
        //判断是否超过设定阈值        if(concentration > THRESHOLD3){            GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);      //LED灯亮            BEEP_ON;                                //蜂鸣器报警        }        else if(concentration > THRESHOLD2){            GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);    //LED灯灭            BEEP_OFF;                               //蜂鸣器关闭        }        else if(concentration > THRESHOLD1){            GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);      //LED灯亮            BEEP_ON;                                //蜂鸣器报警        }        else{            GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);    //LED灯灭            BEEP_OFF;                               //蜂鸣器关闭        }    }}

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/c20098a37c3c4e4a1c7424bc8】。文章转载请联系作者。

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