STM32如何实现对粉尘传感器的数据采集及简单处理？

本文章主要记录STM32实现对粉尘传感器的数据采集及简单处理。
材料：
1、正点原子Mini开发板STM32f103RC
2、ZH03A激光粉尘传感器





3、USB TO TTL线（就是烧写51单片机的下载线）连接电脑和开发板上的串口2





4、电脑串口调试助手，用来查看数据
主要设计思路：
1、串口初始化，包括GPIO，外设时钟，NVIC等配置；
2、串口中断处理函数编写，即通过接收中断获取数据并且保存到数组，同时注意判断相关数据位；
3、发送数据，使用到了printf函数，需要重定向；
4、主程序初始化。

主要函数编写：
1、串口初始化，PA.2->USART2_TX，PA.3->USART2_RX，PA.9->USART1_TX, PA.10->USART1_RX，下面的程序是把串口1也配置了的，主要是熟悉一下串口1和串口2配置的区别，串口2是APB1上的，频率最大为36MHz，而串口1在APB2上，频率最大72MHz.


void uart_init(u32 bound)   //初始化串口1和串口2，函数的参数是波特率
{
  //GPIO端口设置
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;


    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);   //使能USART2，


    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能GPIOA时钟


    //USART2_TX   GPIOA.2
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   //复用推挽输出
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9


  //USART2_RX     GPIOA.3初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//PA.3
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA  


  //Usart2 NVIC 配置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器


   //USART 初始化设置


    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式


  USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
  USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口2




    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟


    //USART1_TX   GPIOA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   //复用推挽输出
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9


  //USART1_RX     GPIOA.10初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  


  //Usart1 NVIC 配置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器


   //USART 初始化设置


    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式


  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
  USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1
}


2、串口中断处理函数


void USART2_IRQHandler(void)                    //串口2中断服务程序
    {
    u8 Res;
    static char i=0, start=0;
    if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断
        {


            Res =USART_ReceiveData(USART2); //读取接收到的数据
            //USART_SendData(USART1,Res);
            if(Res == 0x42) //如果接收的第一位数据是0X42（这个是查看传感器的手册得知的）
            {
                USART_RX_STA = 0;     //让数组索引值从0开始
                start = 1;  //这个变量是来确定第二位是否接收到了0X4D（这个也是查看传感器的手册得知的）
            }


            if(start == 1)
            {
                USART_RX_BUF[USART_RX_STA] = Res ; //把接收到的数据存到数组里面
                USART_RX_STA++;
                if(USART_RX_STA >= 24 && (USART_RX_BUF[1]==0x4d))
                    {
                        //USART_SendData(USART1,USART_RX_BUF[12]*256+USART_RX_BUF[13]);
                        printf("PM2.5:%dn",USART_RX_BUF[12]*256+USART_RX_BUF[13]);
                        start  = 0;
                        USART_RX_STA=0;//重新开始接收   
                        USART_RX_BUF[0] = 0;
                    }
                }                  
        }
  }


3、串口重定向


/* 重写fputc()这个函数，使得printf（）函数重定向到串口中，当连接器检查到用户编写了和C库函数相同名字的函数时优先
    采用用户编写的函数


下面这个函数就重定向C库函数printf到USART2串口*/


int fputc(int ch, FILE *f)
{      
    while((USART2->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
    USART2->DR = (u8) ch;      
    return ch;
}


开发板的串口2 RX2接收传感器发送的数据，接收之后经过芯片内部处理数据，得到想要的PM2.5数值，然后通过串口2 的TX2 用printf打印出来，所以这里用一个串口来实现是不会冲突的，串口通信只需要两条或三条线即可完成的，分别是GND&TX（只向一端发送）、GND&RX（只一端接收）、GND&RX&TX（双机通信，即要发送数据又要接收数据时要用3条线连接）


4、主函数


int main(void)
{




    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);// 设置中断优先级分组0
    uart_init(9600);     //串口初始化为9600，注意这个波特率要和传感器提供的波特率相匹配


    while(1)
    {


    }




}