基于STM32采集CO2（MH-Z19C）传感器数据

本文主要记录利用STM32的USART2串口采集CO2传感器数据，并通过USART1串口利用串口调试助手显示CO2数值。
一、实验器材
正点原子STM32MINI开发板，炜盛科技CO2（MH-Z19C）传感器。
二、硬件连接
STM32的USART1（PA9-TX，PA10-RX）通过CH340芯片与电脑连接，USART2的接收端PA3-RX连接MH-Z19C的发送端TX，USART2的发送端PA2-TX连接MH-Z19C的接收端RX。尤其注意你所使用的串口与其他功能不冲突，若冲突会导致串口接收数据错误。
三、CO2传感器控制原理
首先通过STM32主控芯片向Sensor发送读取气体浓度指令：FF 01 86 00 00 00 00 00 79，
传感器接收到指令后返回值为：FF 86 HIGH LOW — — — — 校验和。
USART2中断函数主要负责传感器返回数据的存储与处理。
四、USART2.C程序

#include "sys.h"
#include "usart.h"
//
//如果使用ucos,则包括下面的头文件即可.
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h"                 //ucos 使用
#endif//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
//标准库需要的支持函数
struct __FILE
{ int handle; }; FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{ x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{      while(((USART1->SR&0X40)==0)|((USART2->SR&0X40)==0));//循环发送,直到发送完毕   USART1->DR = (u8) ch;  USART2->DR = (u8) ch;        return ch;
}
#endif #if EN_USART1_RX| EN_USART2_RX|EN_UART5_RX  //如果使能了接收
//串口1中断服务程序
//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15， 接收完成标志
//bit14， 接收到0x0d
//bit13~0，   接收到的有效字节数目
u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记
u16 PM25;
u16 CO2;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_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//串口1设置
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟//USART1_TX   GPIOA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9GPIO_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;//PA10GPIO_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3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3NVIC_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1USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1 串口2设置--用于USART2采集炜盛PM2.5（ZH03B）传感器
//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.2//    //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.3  //  //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 //串口2设置--用于USART2采集炜盛MH-Z19C二氧化碳传感器(我用的正点原子STM32MINI开发板，其他串口被占用)
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);   //使能USART2，
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能GPIOA时钟//USART2_TX   GPIOA.2GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2GPIO_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.2//USART2_RX     GPIOA.3初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//PA.3GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.3  //Usart2 NVIC 配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;      //子优先级3NVIC_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2USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口2 } void USART1_IRQHandler(void)   //串口1中断服务程序{u8 Res;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS       //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.OSIntEnter();
#endifif(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾){Res =USART_ReceiveData(USART1); //读取接收到的数据if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成{if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d{if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始else USART_RX_STA|=0x8000;  //接收完成了 }else //还没收到0X0D{   if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;else{USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;USART_RX_STA++;if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收   }      }}          }
#if SYSTEM_SUPPORT_OS   //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.OSIntExit();
#endif
}//该段代码作用是采集并处理炜盛PM2.5（ZH03B）传感器数据//void USART2_IRQHandler(void)                    //串口2中断服务程序
//    {//    u8 Res;
//
//#if SYSTEM_SUPPORT_OS         //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
//  OSIntEnter();
//#endif
//    static char 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]);
//                      PM25=USART_RX_BUF[12]*256+USART_RX_BUF[13];
//                        printf("PM2.5:%d\n",PM25);
//                        start  = 0;
//                        USART_RX_STA=0;//重新开始接收
//                        USART_RX_BUF[0] = 0;
//                    }
//                }
//        }
//
//#if SYSTEM_SUPPORT_OS     //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.
//  OSIntExit();
//#endif
//      //  } //该段代码作用是采集并处理炜盛MH-Z19C二氧化碳传感器数据void USART2_IRQHandler(void)                    //串口2中断服务程序{u8 Res;#if SYSTEM_SUPPORT_OS      //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.OSIntEnter();
#endifstatic char 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 == 0xFF) //如果接收的第一位数据是0XFF（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0X86（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 >= 9 && (USART_RX_BUF[1]==0x86)){//USART_SendData(USART1,USART_RX_BUF[12]*256+USART_RX_BUF[13]);CO2=USART_RX_BUF[2]*256+USART_RX_BUF[3];printf("CO2:%dppm\n",CO2);start  = 0;USART_RX_STA=0;//重新开始接收   USART_RX_BUF[0] = 0;}}                   }#if SYSTEM_SUPPORT_OS    //如果SYSTEM_SUPPORT_OS为真，则需要支持OS.OSIntExit();
#endif} #endif   五 USART2.h程序#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stdio.h"
#include "sys.h" #define USART_REC_LEN            200     //定义最大接收字节数 200
#define EN_USART1_RX            1       //使能（1）/禁止（0）串口1接收
#define EN_USART2_RX            1       //使能（1）/禁止（0）串口2接收extern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符
extern u16 USART_RX_STA; //接收状态标记   //如果想串口中断接收，请不要注释以下宏定义
void uart_init(u32 bound);
#endif六 CO2.c程序```c
#include "CO2.h"
//发送读取指令
//const u16  CO2_SPAN_SET[9]={0xFF,0x01,0x99,0x00,0x00,0x00,0x13,0x88,0x8F};//此处为设置CO2量程，参考MH-Z19B数据手册，而MH-Z19C手册里并没有设置量程的指令，该处代码慎用。
const u16  CO2_WORK_CMD[9]={0xFF,0x01,0x86,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x79};//void CO2_SPAN(void)
//{//  int i;
//  for(i = 0; i < 9; i++)
//   {
//          USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);
//          USART_SendData(USART2,CO2_SPAN_SET[i]);
//          while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC)==RESET);
//   }
//
//}
void CO2_WORK(void)
{int i;for(i = 0; i < 9; i++) { USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_TC);USART_SendData(USART2,CO2_WORK_CMD[i]);  while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC)==RESET);  } }七、CO2.h程序、```c
#ifndef __CO2_H
#define __CO2_H#include "stdio.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"//extern void CO2_SPAN(void);
extern void CO2_WORK(void);#endif八、main.c程序（功能：当检测到CO2＞1500ppm时，LED1点亮，否则LED1熄灭，LED0只是个闪烁灯而已）```c
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "stdio.h"
#include "CO2.h"
extern u16 CO2;
int main(void){ delay_init();            //延时函数初始化  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2     uart_init(9600);       //串口初始化为9600LED_Init();             //初始化与LED连接的硬件接口while(1){//      CO2_SPAN();CO2_WORK();if(CO2>1500){LED1=0;}else{LED1=1;}LED0=!LED0;delay_ms(250); }
}
九、实验结果![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20201222235531335.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzUzNjM3NTg2,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)十、楼主是一名单片机爱好者，欢迎大家留言交流。走钢丝的猴书于2020.12.22晚23:42

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