一、模块来源

采购链接：

GP2Y1014AU粉尘传感器模块 PM2.5灰尘传感器代替GP2Y1010AU0F

二、规格参数

工作电压：5-7V

消耗电流：最大20mA

最小粒子检出值：0.8微米

灵敏度：0.5V(0.1mg/m3)

清洁空气中电压：0.9V （典型）

重量：15g

尺寸大小：46x30x17.6mm

以上信息见厂家资料文件

三、移植过程

我们的目标是将例程移植至开发板上【能够判断粉尘浓度的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。

1、查看资料

  GP2Y1014AU粉尘传感器在其中间有一个洞，空气可以自由流通，传感器内部邻角位置安装有红外发光二极管和光电晶体管，红外发光二极管定向发送红外光，当空气中有颗粒物阻碍红外线时，红外线发生漫反射，光电晶体管接收到红外光线，信号输出引脚电压会随之发生变化。该电压值在一定范围内与灰尘浓度成线性关系，因此在使用过程中，需要使用 ADC 采集该电压信号，并通过该电压值计算出空气中的灰尘浓度。

2、引脚选择

当前只有VO引脚需要使用到ADC接口。

模块	开发板
蓝线	3V3
绿线	GND
LED-白线	P408
黄线	GND
VO-黑线	P000
红线	5V0

3、图形化配置

1. 打开图形化界面：

2. 设置 Pin:

3. 设置 ADC：

4. Ctrl + S 保存！
5. 点击右上角 Generate Project Content 生成代码。

4、代码编写

新建两个文件 bsp_dust.c 和 bsp_dust.h，并且将头文件路径添加到编译器中。

新建文件以及添加头文件路径到编译器，在 DHT11章节 已经讲过了，可以移步进行查看。

DHT11章节跳转 : （点击跳转🚀）

在文件 bsp_dust.c 和 bsp_dust.h 中，编写如下代码。

bsp_dust.h

/*
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 */

#ifndef BSP_CODE_BSP_DUST_H_
#define BSP_CODE_BSP_DUST_H_

#include "hal_data.h"
#include <stdio.h>

#ifndef delay_ms
#define delay_ms(x)   R_BSP_SoftwareDelay(x, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS)
#endif
#ifndef delay_1ms
#define delay_1ms(x)  R_BSP_SoftwareDelay(x, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS)
#endif
#ifndef delay_us
#define delay_us(x)   R_BSP_SoftwareDelay(x, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS)
#endif
#ifndef delay_1us
#define delay_1us(x)  R_BSP_SoftwareDelay(x, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS)
#endif

#ifndef u8
#define u8  uint8_t
#endif
#ifndef u16
#define u16 uint16_t
#endif
#ifndef u32
#define u32 uint32_t
#endif

#define BSP_ADC_CHANNEL     ADC_CHANNEL_0
#define BSP_LED_GPIO_PIN    BSP_IO_PORT_04_PIN_08

#define GP2Y1014AU_VO(x)    R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_LED_GPIO_PIN, x)

// 采样次数
#define SAMPLES   5

void GP2Y1014AU_Init(void);
char Read_dust_concentration(float *d_dat);

#endif /* BSP_CODE_BSP_DUST_H_ */

bsp_dust.c

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 */
#include "bsp_dust.h"
#include "stdio.h"


// ADC Scan complete flag
volatile bool adc_flag = false;

/* ADC callback */
void adc_callback(adc_callback_args_t *p_args)
{
    FSP_PARAMETER_NOT_USED(p_args);
    adc_flag = true;
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：GP2Y1014AU_Init
 * 函 数 功 能：初始化GP2Y1014AU传感器
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：LP
**********************************************************/
void GP2Y1014AU_Init(void)
{
    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;

    // 打开ADC设备
    err = R_ADC_Open(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != err) {
        printf("ADC Open Failed! \n");
        return;
    }

    // 配置ADC扫描
    err = R_ADC_ScanCfg(&g_adc0_ctrl, &g_adc0_channel_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != err) {
        printf("ADC Scan Config Failed! \n");
        R_ADC_Close(&g_adc0_ctrl);  // 关闭已打开的ADC
        return;
    }

    delay_1ms(100); // 等待100ms，确保传感器稳定
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：ADC_GET
 * 函 数 功 能：读取一次ADC数据
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：LP
**********************************************************/
static int ADC_GET(void)
{
    int gAdcResult = 0;
    int timeOut = 1000;

    fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;

    // 启动ADC扫描
    err = R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl);
    if (FSP_SUCCESS != err) {
        printf("ADC扫描启动失败! \n");
        return 9999;  // 返回错误值
    }

    // 等待ADC总线处理完成
    while(!adc_flag && timeOut--)
    {
        delay_us(1);
    }

    // 清除ADC采样完成标志位
    adc_flag = false;

    if(!timeOut)
    {
        printf("ADC_GET Failed!!!\r\n");
        return 0;
    }

    // 读取ADC数据
    err = R_ADC_Read(&g_adc0_ctrl, BSP_ADC_CHANNEL, (uint16_t *)&gAdcResult);
    if (FSP_SUCCESS != err) {
        printf("ADC Read Failed!\n");
        return 9999;  // 返回错误值
    }

    return gAdcResult;
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_ADC_Value
 * 函 数 说 明：对ADC值进行平均值计算后输出
 * 函 数 形 参：num采集次数
 * 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
******************************************************************/
int Get_ADC_Value(void)
{
    int Data = 0;
    int i;

    for(i = 0; i < SAMPLES; i++)
    {
        Data += ADC_GET();

        delay_ms(2);
    }

    Data = Data / SAMPLES;

    return Data;
}

int Filter(int m)
{
    static int flag_first = 0, _buff[10], sum;
    const int _buff_max = 10;
    int i;

    if (flag_first == 0)
    {
        flag_first = 1;
        for (i = 0, sum = 0; i < _buff_max; i++)
        {
            _buff[i] = m;
            sum += _buff[i];
        }
        return m;
    }
    else
    {
        sum -= _buff[0];
        for (i = 0; i < (_buff_max - 1); i++)
        {
            _buff[i] = _buff[i + 1];
        }
        _buff[9] = m;
        sum += _buff[9];

        i = sum / 10.0;
        return i;
    }
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Read_dust_concentration
 * 函 数 说 明：读取粉尘浓度
 * 函 数 形 参：粉尘浓度
 * 函 数 返 回：0成功 其他失败
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：无
******************************************************************/
char Read_dust_concentration(float *d_dat)
{
    int value = 0;

    GP2Y1014AU_VO(0);

    delay_us(280);
    value = Get_ADC_Value();
    delay_us(40);

    GP2Y1014AU_VO(1);

    delay_us(9680);

    value = Filter(value);
    *d_dat = 0.17f * value - 0.1f; //转换公式

    return 0;
}

四、移植验证

在 src\Applay\app.c 中输入代码如下:

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 */

#include "app.h"
#include "stdio.h"

#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_dust.h"
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：led_blink
 * 函 数 说 明：该函数用于控制LED灯的闪烁效果
 *             运行时，LED灯每隔500毫秒闪烁一次
 *             完整运行此函数需要1s时间
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void led_blink(void)
{
    /* Set the pin to low */
    R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_LOW);

    /* Delay for 500 milliseconds */
    R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);

    /* Set the pin to high */
    R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, BSP_IO_PORT_04_PIN_02, BSP_IO_LEVEL_HIGH);

    /* Delay for another 500 milliseconds */
    R_BSP_SoftwareDelay(500, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Run
 * 函 数 说 明：该函数是用户自定义的入口函数，等效于 main_app() 函数。
 *             在此函数中可以编写用户的应用逻辑代码。
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Run(void)
{
    /* 初始化调试串口 */
    /* | RX:P100 | TX:P101 | */
    UART0_Debug_Init();

    printf("\r\n= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =\r\n");
    printf("\r\n=== Welcome to use the DQX-R7FA6E2BB3CNE development board ====\r\n");
    printf("\r\n======================= www.lckfb.com =========================\r\n");
    printf("\r\n======================= wiki.lckfb.com ========================\r\n");
    printf("\r\n======================= [Debug Uart0] =========================\r\n");
    printf("\r\n=================== | RX:P100 | TX:P101 | =====================\r\n");
    printf("\r\n= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =\r\n");

    GP2Y1014AU_Init();
    printf("\r\nGP2Y1014AU dust sensor initialized.\r\n");

    while(1)
    {
        float value = 0;
        Read_dust_concentration(&value);
        printf("\r\nDust concentration: %.2f\r\n", value);

        delay_1ms(500); // Delay for 500ms
    }
}

编译烧录。

【代码下载】

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