基于STM32設(shè)計(jì)的酒精檢測儀

一、需求分析

隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)于行車安全、家庭安全的要求越來越高，而酒駕等問題也日漸突出，為此，開發(fā)一款基于STM32的酒精檢測儀，通過檢測酒精濃度，實(shí)時(shí)顯示結(jié)果并進(jìn)行報(bào)警，可以有效避免因酒后駕車帶來的安全隱患。

二、設(shè)計(jì)思路

2.1 硬件設(shè)計(jì)

1、主控芯片采用STM32F103RCT6，該芯片具有較高的性能和穩(wěn)定性，能夠滿足本設(shè)計(jì)的各項(xiàng)需求。

2、酒精傳感器采用MQ-3模塊，該模塊具有高精度、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確檢測酒精濃度。

3、OLED顯示屏，用于實(shí)時(shí)顯示酒精濃度等信息。

4、蜂鳴器，用于進(jìn)行聲音報(bào)警。

5、按鍵，用于設(shè)定報(bào)警閾值。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

1、IO口配置：將相應(yīng)的IO口配置為輸入輸出，并使能對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘。

2、ADC配置：將ADC采樣通道、采樣時(shí)間、采樣頻率等參數(shù)進(jìn)行配置。

3、OLED配置：初始化OLED。

4、中斷初始化：對(duì)按鍵進(jìn)行中斷初始化，并在中斷服務(wù)函數(shù)中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。

5、主程序：定時(shí)讀取酒精傳感器的濃度值并將其轉(zhuǎn)換為電壓值，然后通過ADC進(jìn)行采樣，最后通過OLED顯示屏進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。同時(shí)也需要根據(jù)設(shè)定的閾值進(jìn)行判斷，并觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警。

2.3 程序設(shè)計(jì)思路

main()
{
    初始化IO口
    初始化ADC
    初始化OLED
    配置中斷
    while(1)
    {
        讀取濃度值并轉(zhuǎn)換為電壓
        進(jìn)行ADC采樣
        計(jì)算實(shí)際濃度值
        顯示實(shí)時(shí)濃度值
        判斷是否超過設(shè)定閾值
        觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警
    }
}

void EXTIx_IRQHandler()
{
    檢測按鍵狀態(tài)
    根據(jù)按鍵狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的操作
}

三、代碼設(shè)計(jì)

//頭文件引用
#include "stm32f10x.h"
#include "OLED.h"
#include "ADC.h"
#include "MQ3.h"

//定義相關(guān)參數(shù)
#define THRESHOLD1 100
#define THRESHOLD2 200
#define THRESHOLD3 300

//定義中斷服務(wù)函數(shù)
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);   //使能端口時(shí)鐘
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                                           //定義GPIO結(jié)構(gòu)體
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                               //輸出模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                              //速度50MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;                                     //LED所在引腳
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);                                         //初始化GPIOC13
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                          //浮空輸入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;                                      //按鍵所在引腳
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                         //初始化GPIOA0

    //初始化ADC
    ADC_Configuration();

    //初始化OLED
    OLED_Init();
    OLED_Clear();

    //配置中斷
    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);

    //定義相關(guān)變量
    uint16_t adc_value = 0;
    float voltage = 0.0;
    float concentration = 0.0;
    uint8_t threshold = 1;

    while(1)
    {
        //讀取酒精傳感器的濃度值并轉(zhuǎn)換為電壓值
        adc_value = Get_ADC1_ConvertedValue(ADC_Channel_6);
        voltage = (adc_value * 3.3) / 4096;

        //計(jì)算實(shí)際濃度值
        concentration = Get_MQ3_Concentration(voltage);

        //顯示實(shí)時(shí)濃度值
        OLED_ShowString(0, 0, "Concentration:");
        OLED_ShowNum(100, 0, concentration, 1, 2);

        //判斷是否超過設(shè)定閾值
        if(concentration > THRESHOLD3){
            GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);      //LED燈亮
            BEEP_ON;                                //蜂鳴器報(bào)警
        }
        else if(concentration > THRESHOLD2){
            GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);    //LED燈滅
            BEEP_OFF;                               //蜂鳴器關(guān)閉
        }
        else if(concentration > THRESHOLD1){
            GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);      //LED燈亮
            BEEP_ON;                                //蜂鳴器報(bào)警
        }
        else{
            GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);    //LED燈滅
            BEEP_OFF;                               //蜂鳴器關(guān)閉
        }
    }
}