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【CW32模塊使用】SHT30溫濕度傳感器

10/10 08:31
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01模塊來源

資料下載鏈接:https://pan.baidu.com/s/1kisMJspcV6Qdr1ye9ElOlQ

02 規(guī)格參數

    • 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

03移植過程

我們的目標是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)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(fā)出一個測量命令就觸發(fā)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(xù)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(fā)送其他命令(推薦先發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)送應答或者非應答信號 * 函 數 形 參:0發(fā)送應答  1發(fā)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(jié) * 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;i<8;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(fā)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(fā)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<len; j++)        {                crc ^= *data++;                for ( i = 0; i <8; i++ )                {                        crc = ( crc & 0x80 ) ? (crc << 1) ^ POLYNOMIAL : (crc << 1);                }        }        return crc;}
/****************************************************************** * 函 數 名 稱:SHT30_Read * 函 數 說 明:讀取溫濕度值 * 函 數 形 參:dat讀取的命令                周期模式命令為:0xe000                單次模式命令為:0x2c06 or 0x2400 * 函 數 返 回:0讀取成功  其他失敗 * 作       者:LC * 備       注:當前為周期模式讀取,如使用單次模式,則將 *              【設置周期模式命令】下的命令注釋即可。******************************************************************/char SHT30_Read(uint16_t dat){        uint16_t i = 0;        unsigned char buff[6] = {0};        uint16_t data_16 = 0;
        //設置周期模式命令        SHT31_Write_mode(0x2130);//每1秒一次高重復測量(需要在周期模式下才有用)
        IIC_Start();        Send_Byte( (0x44<<1) | 0);        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1;        Send_Byte((dat >> 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

?04移植驗證

在自己工程中的main主函數中,編寫如下。

/* * 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(fā)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

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