首先来看传感器内部结构与单片机的连接图。由下图可知,实际上使用的I/O就是3、5脚。其中3脚为PWM驱动LED闪烁频率的引脚,在下文中可以看到时序。而5脚Vo则是传感器检测到的灰尘,而输出的电压值。在下文的程序中,将使用N76E003单片机自带的带隙电压进行测量,以此保证ADC不被供电电压影响。
下图为GP2Y1010传感器的线序(注意,线的颜色不一定一致)
下图为3脚输入的电平,这里我们使用PWM5/P0.3(这里注意看左侧的电路,LED导通的条件)。
(16MHz/8)/100HZ=20000
20000-1——》0x4e1f(PWMPH=0x4e;PWMPL=0x1f) 0.032*20000=640
640——》0x280(PWMnH=0x2;PWMnH=0x80)
如果单片机管脚的输出能力不行,最好加上一个三极管,这时需要反向的PWM。这里使用N76E003的极性控制功能 PWM5_OUTPUT_INVERSE;//开启极性控制
下图是GP2Y10输出的波形,但是我的9.9包邮的逻辑分析仪可能太LOW了,没办法测量出来,所以只能万用表了,PWM信号出来,万用表测量到的就是电压。
在实际的测量过程中,需要选择一个合适的触发形式,不然测量的数值很不稳定,在程序中使用PWM0终点触发ADC中断(你也可以使用中点触发,可能会更好一些)
ADC中断触发的相关知识看这里N76E003 ADC中断
GP2Y10精度不高,而且使用过时的红外测灰尘方式,无法很好的测量到空气中PM2.5,可能PM10都有些难,测烟尘应该还是可以。如果对测量精度有要求,还是推荐使用激光传感器,我没钱,买不起,所以…
GP2Y1023AU0F有兴趣的同学可以试试这个,据说精度不错,可以测PM2.5,使用输入捕获测量即可。
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下面就是完整程序了,具体流程是先读取带隙电压,再对传感器的输出电压进行读取
有关带隙电压的相关程序与知识,请看这里N76E003之ADC带隙电压(Band-gap) #include "N76E003.h"
#include "Common.h"
#include "Delay.h"
#include "SFR_Macro.h"
#include "Function_define.h"
//#include "DHT11.h"
//#include "BMP180.h"
//#include "HMC5883.h"
//#include "BH1750.h"
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
double Bandgap_Voltage,ADC_Voltage; //please always use "double" mode for this
unsigned char xdata ADCdataH[5], ADCdataL[5];
int ADCsumH=0, ADCsumL=0;
unsigned char ADCavgH,ADCavgL;
UINT8 BandgapHigh,BandgapLow,BandgapMark;
double Bandgap_Value,Bandgap_Voltage_Temp;
double Coe,bgvalue,RC_value;//比例系数,测量带隙电压
/*
程序功能:读取UID中带隙电压值;通过ADC,测量实际的带隙电压;得到比例系数COE;
本程序需要放在ADC正常测量前。
*/
void READ_BANDGAP()
{
unsigned int i;
set_IAPEN;
IAPCN = READ_UID;
IAPAL = 0x0d;
IAPAH = 0x00;
set_IAPGO;
BandgapLow = IAPFD;
BandgapMark = BandgapLow&0xF0;
if (BandgapMark==0x80)
{
BandgapLow = BandgapLow&0x0F;
IAPAL = 0x0C;
IAPAH = 0x00;
set_IAPGO;
BandgapHigh = IAPFD;
Bandgap_Value = (BandgapHigh<<4)+BandgapLow;
Bandgap_Voltage_Temp = Bandgap_Value*3/4;
Bandgap_Voltage = Bandgap_Voltage_Temp - 33; //the actually banggap voltage value is similar this value.
}
if (BandgapMark==0x00)
{
BandgapLow = BandgapLow&0x0F;
IAPAL = 0x0C;
IAPAH = 0x00;
set_IAPGO;
BandgapHigh = IAPFD;
Bandgap_Value = (BandgapHigh<<4)+BandgapLow;
Bandgap_Voltage= Bandgap_Value*3/4;
}
if (BandgapMark==0x90)
{
IAPAL = 0x0E;
IAPAH = 0x00;
set_IAPGO;
BandgapHigh = IAPFD;
IAPAL = 0x0F;
IAPAH = 0x00;
set_IAPGO;
BandgapLow = IAPFD;
BandgapLow = BandgapLow&0x0F;
Bandgap_Value = (BandgapHigh<<4)+BandgapLow;
Bandgap_Voltage= Bandgap_Value*3/4;
}
clr_IAPEN;
//----------------------------------------------------------------------------
//----------------------------------------------------------------------------
//----------------------------------------------------------------------------
Enable_ADC_BandGap; //使能ADC带隙电压
CKDIV = 0x02; // IMPORTANT!! Modify system clock to 4MHz ,then add the ADC sampling clock base to add the sampling timing.
for(i=0;i<5;i++) //采样5次,不要前面三次
{
clr_ADCF;
set_ADCS;
while(ADCF == 0);
ADCdataH = ADCRH;
ADCdataL = ADCRL;
}
CKDIV = 0x00;
//--------均值滤波--------------------------------------------
for(i=2;i<5;i++) // use the last 3 times data to make average
{
ADCsumH = ADCsumH + ADCdataH;
ADCsumL = ADCsumL + ADCdataL;
}
ADCavgH = ADCsumH/3;
ADCavgL = ADCsumL/3;
bgvalue = (ADCavgH<<4) + ADCavgL;
Coe=(Bandgap_Voltage/bgvalue);
ADCsumH = 0;
ADCsumL = 0;
}
void ADC_ISR (void) interrupt 11
{
if(ADCF)
{
clr_ADCF;//清除ADC转化完成标志,进行下一次转换
set_ADCS;//当单次转换完成后,ADCS会硬件置0,需要重新使能
RC_value= (ADCRH<<4) + ADCRL;//得到ADC转换值
ADC_Voltage=RC_value*Coe;//测量数据*修正系数=实际值
}
}
void main(void)
{
Set_All_GPIO_Quasi_Mode;//所有IO设置为双向模式
READ_BANDGAP();
Enable_ADC_AIN5;//配置使能P04,作为AIN5。
PWM0_END_TRIG_ADC;//PWM0末端触发ADC中断
set_EADC;//使能ADC中断
EA = 1;
set_ADCS;//使能ADCS,启动ADC测量
//------------------------------------------------
// PWM5_P03_OUTPUT_ENABLE;//使能PWM5,通过P03引脚输出
PWM0_P12_OUTPUT_ENABLE;
clr_PWMTYP;//边沿对齐模式
clr_PWMMOD0;//设置为独立输出模式
clr_PWMMOD1;
PWM_CLOCK_DIV_8;//8分频模式
PWMPH = 0x4e;
PWMPL = 0x2f;
set_SFRPAGE;//PWM4 and PWM5 duty seting is in SFP page 1
PWM0H = 0x02;
PWM0L = 0x81;
clr_SFRPAGE;
// PWM0_OUTPUT_INVERSE;//开启极性控制
set_LOAD;//载入周期和占空比
set_PWMRUN;//开始输出PWM
while(1)
{
//构建你的代码,LOAD会自动重载,PWM持续输出。
}
}
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