實踐案例丨利用小熊派開發板獲取土壤濕度傳感器的ADC值

本文轉載自查看原文 2020-09-28 14:57 618 物聯網/ 傳感器/ 程序員之家/ IOT

摘要：一文帶你用小熊派開發板動手做土壤濕度傳感器。

一、實驗准備

1.實驗環境

一塊stm32開發板（推薦使用小熊派），以及數據線
已經安裝STM32CubeMX
已經安裝KeilMDK,並導入stm32開發板對應的芯片包（小熊派使用的是STM32L431RCT6）
准備一個串口調試助手，我使用的是UartAssist（包含在附件中）
一個土壤濕度傳感器模塊

2.目標效果

通過CubeMX創建工程並配置參數
獲取stm32以硬件IIC獲取SHT20傳感器值（通過SHT20數據手冊轉化）
串口1重定向輸出土壤濕度值

二、通過CubeMX生產MDK工程

A.芯片選擇

打開CubeMX,進入芯片選擇：

選擇自己的stm32芯片（即STM32L431RCT6）：

B.時鍾源RCC設置

更改系統時鍾源

系統時鍾默認使用內部的高速時鍾（HSI），選擇使用HSE，時鍾更精確

設置外部時鍾對應的端口

配置時鍾樹

STM32L431RCT6系統時鍾最大可以為80MHz，我們配置到最大即可

C.參數配置（對應端口設置）

1）配置USART1

使用USART,模式為異步，波特率為115200，無硬件流控制

2)配置ADC通道

知識補充：ADC,模擬-數字轉換器，可以將連續變化的模擬信號轉化為離散的數字信號。其中，小熊派的ADC1的通道三已經被引出，即PC2

打開ADC1通道3

---
3）配置adc

我們保持默認即可：

D.工程設置

一些基礎的設置，包括工程名、存儲位置、工程環境、工程中各個文件的組成

E.生成代碼

三、代碼補充

1. 串口1輸出重定向

我們知道printf是打印函數，原理是根據傳入的字符串參數格式化打印輸出到stdout中。我們需要讓printf打印到串口之中，只需要在usart.c文件中模仿printf寫一個輸出函數即可

在添加頭文件

/* USER CODE BEGIN 0 */

#include <stdarg.h>

#include <string.h>

#include <stdio.h>

/* USER CODE END 0 */

寫輸出函數

/* USER CODE BEGIN 1 */

void UsartPrintf(UART_HandleTypeDef *huart, char *fmt,...)

{



    unsigned char UsartPrintfBuf[296];

    va_list ap;

    unsigned char *pStr = UsartPrintfBuf;



    va_start(ap, fmt);

    vsprintf((char *)UsartPrintfBuf, fmt, ap);    //格式化

    va_end(ap);



    while(*pStr != 0)

    {

        USART1->TDR = *pStr++;

        while((USART1->ISR & 0x40)  == 0);

    }

}

//使用方法:UsartPrintf(&huart1,"hello world\r\n");

/* USER CODE END 1 */

注意：自己添加的代碼，需要在begin和end之間

2. 讀取傳感器ADC值

我們獲取傳感器adc的值，通過在實驗室多次測量不同土壤濕度的ADC值，來表示土壤濕潤程度

主函數代碼

 while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
      HAL_ADC_Start(&hadc1); //開啟ADC1
      HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,50); //等待ADC轉化完成
      for(num=0;num<20;num++)
      {
        AD_Value += HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
      }
      AD_Value = AD_Value/20;  //ADC轉換的數據20次的平均值
      UsartPrintf(&huart1,"ADC20次獲取的平均值值為：%d\r\n",AD_Value);

    Temperature = ((int16_t)(AD_Value-*TEMP30_CAL_ADDR)*1.0/(int16_t)(*TEMP130_CAL_ADDR-*TEMP30_CAL_ADDR))+30;
    UsartPrintf(&huart1,"Temperature is %.2f °\r\n",Temperature); //
          //UsartPrintf(&huart1,"%d\r\n",*TEMP130_CAL_ADDR);
          //UsartPrintf(&huart1,"%d\r\n",*TEMP30_CAL_ADDR);
  }

代碼很簡單，但是如果我們需要獲取更精確的值，可以加入各種濾波算法。然后根據實驗值，判斷土壤濕潤程度。

我通過實驗發現，在空氣中獲取的值為1300左右，包上濕潤的餐巾紙后，值為兩位數以下。
因此我們可以粗略判斷，土壤越濕度，值越小；相反，土壤越干，值越大。