AGR12100A 气压传感器

传感器简介

AGR12100A 内部集成 MEMS 压阻式压力传感芯体与专用信号调理电路，采用比例输出（Ratiometric）架构——输出电压与供电电压成比例关系。在 5V 供电下，零点输出 0.5V，满量程输出 4.5V，对应压力量程 0~100 kPa。模块采用八角形 PCB 封装，顶部带气压接口，底部为 SIP 直插引脚（VCC / GND / OUT），安装便捷。

工作原理 — MEMS 压阻效应

传感器的核心是一片利用 MEMS 工艺在单晶硅上刻蚀出的弹性薄膜（Diaphragm）。薄膜上通过离子注入形成四个压阻应变元件，构成惠斯通电桥（Wheatstone Bridge）。其工作过程如下：

技术参数

功能特点

原理图分析

原理图中传感器 U1 为 6 引脚封装，引脚 2、4 接 +5V 供电，引脚 3、6 接地，引脚 5 为模拟电压输出（OUT）。由于传感器输出范围超过3.3V，而 STM32F103C8T6 的 ADC 输入范围为 0~3.3V，因此使用 R1 = R2 = 10KΩ 构成 1:1 分压电路，将传感器输出电压衰减一半后送入 MCU 的 PA0（ADC1_IN0） 引脚。

PCB 封装说明

PCB 封装图中，U1 为传感器的 6 引脚封装（左侧引脚 1/2/3，右侧引脚 6/5/4），R1 与 R2 为两颗 10KΩ 电阻的封装，布置在 U1 右侧。所有焊盘采用圆形通孔设计，引脚间距为标准 2.54mm，可直接对应传感器实物引脚布局。

硬件连接

系统时钟配置

系统采用外部高速晶振（HSE 8MHz），经 PLL 倍频 9 倍后得到 72MHz 系统主频。ADC 时钟由 APB2（72MHz）8 分频得到 9MHz，满足 STM32F103 ADC 时钟不超过 14MHz 的要求。

main.c — SystemClock_Config()
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;       // 使用外部晶振 8MHz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL    = RCC_PLL_MUL9;              // PLL ×9 → SYSCLK = 72MHz

RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;           // APB1 = 36MHz
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;           // APB2 = 72MHz

PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV8;        // ADC时钟 = 72/8 = 9MHz

ADC 配置

ADC1 配置为单通道、软件触发、12位分辨率、右对齐。通道 0（PA0）采样时间设为 239.5 个 ADC 时钟周期，确保高阻抗信号源下的采样精度。

adc.c — MX_ADC1_Init()
hadc1.Init.ScanConvMode         = ADC_SCAN_DISABLE;        // 单通道扫描关闭
hadc1.Init.ContinuousConvMode   = DISABLE;                  // 单次转换模式
hadc1.Init.ExternalTrigConv     = ADC_SOFTWARE_START;      // 软件触发
hadc1.Init.DataAlign            = ADC_DATAALIGN_RIGHT;     // 数据右对齐，12位有效
hadc1.Init.NbrOfConversion      = 1;                        // 1个转换通道

sConfig.Channel     = ADC_CHANNEL_0;               // PA0 → ADC1_IN0
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5; // 239.5周期采样

// GPIO: PA0 设为模拟输入模式
GPIO_InitStruct.Pin  = GPIO_PIN_0;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;

电压换算原理

ADC 采集到的是 PA0 引脚上的分压后电压（0~2.5V），需还原为传感器原始输出电压。STM32F103 的 ADC 为 12 位，参考电压 3.3V，转换公式如下：

压力计算 — map() 线性映射

已知传感器输出电压与压力呈线性关系：0.5V 对应 0 Pa，4.5V 对应 100000 Pa（100 kPa）。程序中使用 map() 函数完成线性映射：

main.c — map() 线性映射函数
long map(long x, long in_min, long in_max, long out_min, long out_max) {
    return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}

// 调用: 将电压 500~4500mV 映射为压力 0~100000Pa
pressure = map(Pressure_V, Voltage_0, Voltage_100, 0, 100000.0);

映射后进行上下限幅处理，确保输出值在 0~100000 Pa 范围内：

if(pressure <= 0)        pressure = 0;          // 下限幅
if(pressure >= 100000.0) pressure = 100000.0;  // 上限幅

主循环 — while(1)

主循环以 500ms 为周期，利用 HAL_GetTick() 实现非阻塞定时。每次周期触发 ADC 采集、电压换算、压力计算、OLED 显示更新。

main.c — while(1) 主循环
while (1) {
    if(HAL_GetTick() - Time_Now >= 500) {        // 每500ms执行一次

        // ① 启动ADC并等待转换完成
        HAL_ADC_Start(&hadc1);
        if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 999) == HAL_OK)
            Pressure_V = (HAL_ADC_GetValue(&hadc1) * 3300 / 4095.0) * 2;  // ② 计算传感器输出电压
        HAL_ADC_Stop(&hadc1);

        // ③ 线性映射为压力值
        pressure = map(Pressure_V, Voltage_0, Voltage_100, 0, 100000.0);

        // ④ 压力限幅
        if(pressure <= 0)        pressure = 0;
        if(pressure >= 100000.0) pressure = 100000.0;

        // ⑤ OLED 显示更新
        OLED_Clear();
        OLED_CenterPrintf(16, "压力");
        OLED_CenterPrintf(32, "%dPa", pressure);
        OLED_Update();

        Time_Now = HAL_GetTick();                // ⑥ 更新时间戳
    }
}