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

//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
         }
     }
 }