基于STM32设计的酒精检测仪

一、需求分析

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对于行车安全、家庭安全的要求越来越高，而酒驾等问题也日渐突出，为此，开发一款基于STM32的酒精检测仪，通过检测酒精浓度，实时显示结果并进行报警，可以有效避免因酒后驾车带来的安全隐患。

二、设计思路

2.1 硬件设计

1、主控芯片采用STM32F103RCT6，该芯片具有较高的性能和稳定性，能够满足本设计的各项需求。

2、酒精传感器采用MQ-3模块，该模块具有高精度、响应速度快等特点，能够准确检测酒精浓度。

3、OLED显示屏，用于实时显示酒精浓度等信息。

4、蜂鸣器，用于进行声音报警。

5、按键，用于设定报警阈值。

2.2 软件设计

1、IO口配置：将相应的IO口配置为输入输出，并使能对应的时钟。

2、ADC配置：将ADC采样通道、采样时间、采样频率等参数进行配置。

3、OLED配置：初始化OLED。

4、中断初始化：对按键进行中断初始化，并在中断服务函数中实现相应的操作。

5、主程序：定时读取酒精传感器的浓度值并将其转换为电压值，然后通过ADC进行采样，最后通过OLED显示屏进行实时显示。同时也需要根据设定的阈值进行判断，并触发相应的报警。

2.3 程序设计思路

main()

 {

     初始化IO口

     初始化ADC

     初始化OLED

     配置中断

     while(1)

     {

         读取浓度值并转换为电压

         进行ADC采样

         计算实际浓度值

         显示实时浓度值

         判断是否超过设定阈值

         触发相应的报警

     }

 }

 void EXTIx_IRQHandler()

 {

     检测按键状态

     根据按键状态进行相应的操作

 }

三、代码设计

复制

//头文件引用

 #include "stm32f10x.h"

 #include "OLED.h"

 #include "ADC.h"

 #include "MQ3.h"

 //定义相关参数

 #define THRESHOLD1 100

 #define THRESHOLD2 200

 #define THRESHOLD3 300

 //定义中断服务函数

 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);   //使能端口时钟

     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                                           //定义GPIO结构体

     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                               //输出模式

     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;                              //速度50MHz

     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;                                     //LED所在引脚

     GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);                                         //初始化GPIOC13

     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                          //浮空输入模式

     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;                                      //按键所在引脚

     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                         //初始化GPIOA0

     //初始化ADC

     ADC_Configuration();

     //初始化OLED

     OLED_Init();

     OLED_Clear();

     //配置中断

     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);

     //定义相关变量

     uint16_t adc_value = 0;

     float voltage = 0.0;

     float concentration = 0.0;

     uint8_t threshold = 1;

     while(1)

     {

         //读取酒精传感器的浓度值并转换为电压值

         adc_value = Get_ADC1_ConvertedValue(ADC_Channel_6);

         voltage = (adc_value * 3.3) / 4096;

         //计算实际浓度值

         concentration = Get_MQ3_Concentration(voltage);

         //显示实时浓度值

         OLED_ShowString(0, 0, "Concentration:");

         OLED_ShowNum(100, 0, concentration, 1, 2);

         //判断是否超过设定阈值

         if(concentration > THRESHOLD3){

             GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);      //LED灯亮

             BEEP_ON;                                //蜂鸣器报警

         }

         else if(concentration > THRESHOLD2){

             GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);    //LED灯灭

             BEEP_OFF;                               //蜂鸣器关闭

         }

         else if(concentration > THRESHOLD1){

             GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);      //LED灯亮

             BEEP_ON;                                //蜂鸣器报警

         }

         else{

             GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);    //LED灯灭

             BEEP_OFF;                               //蜂鸣器关闭

         }

     }

 }