一、模塊來源
模塊實物展示:
資料下載鏈接:
https://pan.baidu.com/s/1kisMJspcV6Qdr1ye9ElOlQ
工作電壓:2.4-5.5V
工作電流:0.2~1500uA
溫度測量范圍:-40~125℃
溫度測量精度:±0.3℃
濕度測量范圍:0~100%RH
濕度測量精度:±2%RH
輸出方式: IIC
管腳數量:4 Pin
以上信息見廠家資料文件
三、移植過程
我們的目標是將例程移植至CW32F030C8T6開發板上【測量溫濕度的功能】。首先要獲取資料,查看數據手冊應如何實現讀取數據,再移植至我們的工程。
3.1查看資料
SHT30是采用的IIC通信,所以首先要了解IIC的地址與時序,再確定根據寄存器的設置。
模塊原理圖
SHT30地址
數據手冊上說明,當ADDR引腳接入VSS(接地)時,地址為0X44。而原理圖上已經通過R14這個下拉電阻接地。不過需要注意的是,實際地址為 0X44 左移一位,因需要空出最低位給讀寫位,所以實際的地址是 0X44 << 1。
測量模式
SHT30有兩種測量模式,分別是單次測量模式和周期測量模式。
在單次測量模式下,發出一個測量命令就觸發一次數據采集。每個數據都由一個16位的溫度值和一個16位的濕度值(按此順序)組成。在傳輸過程中,每個數據值后面總是跟著一個CRC校驗和。但是在該模式下又分有時鐘拉伸模式和時鐘不拉伸模式,具體情況見下圖。
并且在單次測量模式下,可以選擇不同的測量命令。它們在可重復性(低、中、高)和時鐘拉伸(啟用或禁用)方面有所不同。這里的可重復性設置影響測量持續時間,從而影響傳感器的總體能耗。
在周期測量模式下,時鐘拉伸模式禁用,但是可以分為高中低的可重復性測量,測量周期為0.5、1、2、4、10(單位 次/秒)(這種模式下最快的測量速度是1秒10次)如果傳感器在一種工作模式下正在測量數據,此時要發送其他命令(推薦先發送一次中斷命令),讓傳感器停止當前的測量,進入單次測量模式,然后再發送命令。這里需要注意:如果測量頻率過高,會導致傳感器自熱。
設置好周期測量模式的測量周期和可重復性強度后,隨時可以進行測量讀取數據,需要發送一個讀取命令(0XE000)。一旦讀取時序結束之后,寄存器中的數值就會清零,如果這時再一次讀取數據將得到0。下一次測量結束后,寄存器的值就會重新寫入。
3.2引腳選擇
接線表
3.3移植至工程
工程模板參考入門手冊的工程模板
移植步驟中的導入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同,只是將.c和.h文件更改為bsp_sht30.c與bsp_sht30.h。這里不再過多講述,移植完成后面修改相關代碼。
在文件bsp_sht30.c中,編寫如下代碼。
/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "bsp_sht30.h" #include "stdio.h" double Temperature = 0.0, Humidity = 0.0; /****************************************************************** * 函 數 名 稱:SHT30_GPIO_Init * 函 數 說 明:SHT30的引腳初始化 * 函 數 形 參:無 * 函 數 返 回:無 * 作 者:LC * 備 注:無 ******************************************************************/ void SHT30_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結構體 RCC_SHT30_ENABLE(); // 使能GPIO時鐘 GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SCL|GPIO_SDA; // GPIO引腳 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 開漏輸出 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 輸出速度高 GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct); // 初始化 } /****************************************************************** * 函 數 名 稱:IIC_Start * 函 數 說 明:IIC起始時序 * 函 數 形 參:無 * 函 數 返 回:無 * 作 者:LC * 備 注:無 ******************************************************************/ void IIC_Start(void) { SDA_OUT(); SCL(1); SDA(0); SDA(1); delay_us(5); SDA(0); delay_us(5); SCL(0); } /****************************************************************** * 函 數 名 稱:IIC_Stop * 函 數 說 明:IIC停止信號 * 函 數 形 參:無 * 函 數 返 回:無 * 作 者:LC * 備 注:無 ******************************************************************/ void IIC_Stop(void) { SDA_OUT(); SCL(0); SDA(0); SCL(1); delay_us(5); SDA(1); delay_us(5); } /****************************************************************** * 函 數 名 稱:IIC_Send_Ack * 函 數 說 明:主機發送應答或者非應答信號 * 函 數 形 參:0發送應答 1發送非應答 * 函 數 返 回:無 * 作 者:LC * 備 注:無 ******************************************************************/ void IIC_Send_Ack(unsigned char ack) { SDA_OUT(); SCL(0); SDA(0); delay_us(5); if(!ack) SDA(0); else SDA(1); SCL(1); delay_us(5); SCL(0); SDA(1); } /****************************************************************** * 函 數 名 稱:I2C_WaitAck * 函 數 說 明:等待從機應答 * 函 數 形 參:無 * 函 數 返 回:0有應答 1超時無應答 * 作 者:LC * 備 注:無 ******************************************************************/ unsigned char I2C_WaitAck(void) { char ack = 0; unsigned char ack_flag = 10; SCL(0); SDA(1); SDA_IN(); SCL(1); while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) ) { ack_flag--; delay_us(5); } if( ack_flag <= 0 ) { IIC_Stop(); return 1; } else { SCL(0); SDA_OUT(); } return ack; } /****************************************************************** * 函 數 名 稱:Send_Byte * 函 數 說 明:寫入一個字節 * 函 數 形 參:dat要寫人的數據 * 函 數 返 回:無 * 作 者:LC * 備 注:無 ******************************************************************/ void Send_Byte(u8 dat) { int i = 0; SDA_OUT(); SCL(0);//拉低時鐘開始數據傳輸 for( i = 0; i < 8; i++ ) { SDA( (dat & 0x80) >> 7 ); delay_us(1); SCL(1); delay_us(5); SCL(0); delay_us(5); dat<=1; } } /****************************************************************** * 函 數 名 稱:Read_Byte * 函 數 說 明:IIC讀時序 * 函 數 形 參:無 * 函 數 返 回:讀到的數據 * 作 者:LC * 備 注:無 ******************************************************************/ unsigned char Read_Byte(void) { unsigned char i,receive=0; SDA_IN();//SDA設置為輸入 for(i=0;i8;i++ ) { SCL(0); delay_us(5); SCL(1); delay_us(5); receive<=1; if( SDA_GET() ) { receive|=1; } delay_us(5); } SCL(0); return receive; } /****************************************************************** * 函 數 名 稱:SHT31_Write_mode * 函 數 說 明:在周期模式下設置測量周期與可重復性命令 * 函 數 形 參:dat設置命令 常用的有:每一秒采集0.5次 0x2024 每一秒采集1次 0x2126 每一秒采集2次 0x2220 每一秒采集4次 0x2334 每一秒采集10次 0x2721 * 函 數 返 回: * 作 者:LC * 備 注: ******************************************************************/ char SHT31_Write_mode(uint16_t dat) { IIC_Start(); // < 1 是將最后一位置0,設置為寫命令 Send_Byte((0X44 < 1) | 0 ); //返回0為產生了應答,返回1說明通信失敗 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1; //發送命令的高8位 Send_Byte((dat >> 8 ) ); //返回0為產生了應答,返回1說明通信失敗 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2; //發送命令的低8位 Send_Byte(dat & 0xff ); //返回0為產生了應答,返回1說明通信失敗 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3; // IIC_Stop(); return 0; } /****************************************************************** * 函 數 名 稱:crc8 * 函 數 說 明:CRC校驗 * 函 數 形 參:data要校驗的數據地址 len要校驗的長度 * 函 數 返 回:校驗后的值 * 作 者:LC * 備 注:無 ******************************************************************/ unsigned char crc8(const unsigned char *data, int len) { const unsigned char POLYNOMIAL = 0x31; unsigned char crc = 0xFF; int j, i; for (j=0; j> 8 )); if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2; Send_Byte( dat & 0xff ); if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3; //如不使用超時判斷,很容易數據錯亂 do { //超時判斷 i++; if( i > 20 ) return 4; delay_ms(2); IIC_Start(); Send_Byte((0X44 < 1) | 1 );//讀 }while(I2C_WaitAck() == 1); //讀取到溫濕度數據則結束讀命令 //溫度高8位 buff[0] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //溫度低8位 buff[1] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //溫度CRC校驗值 buff[2] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //濕度高8位 buff[3] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //濕度低8位 buff[4] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //濕度CRC校驗值 buff[5] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(1); IIC_Stop(); //CRC校驗(將要校驗的數值帶入,查看計算后的校驗值是否和讀取到的校驗值一致) if( (crc8(buff,2) == buff[2]) && ( crc8(buff+3,2) == buff[5]) ) { //計算溫度值 data_16 =(buff[0]<8) | buff[1]; Temperature = (data_16/65535.0)*175.0 - 45; //計算濕度值 data_16 = 0; data_16 =(buff[3]<8) | buff[4]; Humidity = (data_16/65535.0) * 100.0; return 0; } else { printf("校驗失敗rn"); } return 5; }
在文件bsp_sht30.h中,編寫如下代碼。
/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #ifndef _BSP_SHT30_H_ #define _BSP_SHT30_H_ #include "board.h" extern double Temperature, Humidity; #define u8 unsigned char //端口移植 #define RCC_SHT30_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define PORT_SHT30 CW_GPIOB #define GPIO_SDA GPIO_PIN_8 #define GPIO_SCL GPIO_PIN_9 //SDA輸入模式 #define SDA_IN() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct); } //SDA輸出模式 #define SDA_OUT() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct); } //獲取SDA引腳的電平變化 #define SDA_GET() GPIO_ReadPin(PORT_SHT30, GPIO_SDA) //SDA與SCL輸出 #define SDA(x) GPIO_WritePin(PORT_SHT30, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET ) ) #define SCL(x) GPIO_WritePin(PORT_SHT30, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET ) ) void SHT30_GPIO_Init(void); char SHT30_Read(uint16_t dat); #endif
四、移植驗證
在自己工程中的main主函數中,編寫如下。
/* * 立創開發板軟硬件資料與相關擴展板軟硬件資料官網全部開源 * 開發板官網:www.lckfb.com * 技術支持常駐論壇,任何技術問題歡迎隨時交流學習 * 立創論壇:https://oshwhub.com/forum * 關注bilibili賬號:【立創開發板】,掌握我們的最新動態! * 不靠賣板賺錢,以培養中國工程師為己任 * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "board.h" #include "stdio.h" #include "bsp_uart.h" #include "bsp_sht30.h" int32_t main(void) { board_init(); // 開發板初始化 uart1_init(115200); // 串口1波特率115200 SHT30_GPIO_Init(); printf("startrn"); while(1) { SHT30_Read(0xe000); printf("Temp = %.2frn",Temperature); printf("Humi = %.2frn",Humidity); printf("rn"); delay_ms(1000); } }
移植現象:每隔1秒讀取一次溫濕度,并通過串口輸出。
模塊移植成功案例代碼:
鏈接:https://pan.baidu.com/s/1Y6lkd6YjQyW9bxpsW8B36g?pwd=LCKF 提取碼:LCKF
審核編輯 黃宇
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