一、模块来源
模块实物展示:
资料下载链接:
https://pan.baidu.com/s/1kisMJspcV6Qdr1ye9ElOlQ
二、规格参数
工作电压:2.4-5.5V
工作电流:0.2~1500uA
温度测量范围:-40~125℃
温度测量精度:±0.3℃
湿度测量范围:0~100%RH
湿度测量精度:±2%RH
输出方式: IIC
管脚数量:4 Pin
以上信息见厂家资料文件
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【测量温湿度的功能】。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现读取数据,再移植至我们的工程。
3.1查看资料
SHT30是采用的IIC通信,所以首先要了解IIC的地址与时序,再确定根据寄存器的设置。
模块原理图
SHT30地址
数据手册上说明,当ADDR引脚接入VSS(接地)时,地址为0X44。而原理图上已经通过R14这个下拉电阻接地。不过需要注意的是,实际地址为 0X44 左移一位,因需要空出最低位给读写位,所以实际的地址是 0X44 << 1。
测量模式
SHT30有两种测量模式,分别是单次测量模式和周期测量模式。
在单次测量模式下,发出一个测量命令就触发一次数据采集。每个数据都由一个16位的温度值和一个16位的湿度值(按此顺序)组成。在传输过程中,每个数据值后面总是跟着一个CRC校验和。但是在该模式下又分有时钟拉伸模式和时钟不拉伸模式,具体情况见下图。
并且在单次测量模式下,可以选择不同的测量命令。它们在可重复性(低、中、高)和时钟拉伸(启用或禁用)方面有所不同。这里的可重复性设置影响测量持续时间,从而影响传感器的总体能耗。
在周期测量模式下,时钟拉伸模式禁用,但是可以分为高中低的可重复性测量,测量周期为0.5、1、2、4、10(单位 次/秒)(这种模式下最快的测量速度是1秒10次)如果传感器在一种工作模式下正在测量数据,此时要发送其他命令(推荐先发送一次中断命令),让传感器停止当前的测量,进入单次测量模式,然后再发送命令。这里需要注意:如果测量频率过高,会导致传感器自热。
设置好周期测量模式的测量周期和可重复性强度后,随时可以进行测量读取数据,需要发送一个读取命令(0XE000)。一旦读取时序结束之后,寄存器中的数值就会清零,如果这时再一次读取数据将得到0。下一次测量结束后,寄存器的值就会重新写入。
3.2引脚选择
接线表
3.3移植至工程
工程模板参考入门手册的工程模板
移植步骤中的导入.c和.h文件与【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器相同,只是将.c和.h文件更改为bsp_sht30.c与bsp_sht30.h。这里不再过多讲述,移植完成后面修改相关代码。
在文件bsp_sht30.c中,编写如下代码。
/* * 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 数 名 称:SHT30_GPIO_Init * 函 数 说 明:SHT30的引脚初始化 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ void SHT30_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体 RCC_SHT30_ENABLE(); // 使能GPIO时钟 GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SCL|GPIO_SDA; // GPIO引脚 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 开漏输出 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 输出速度高 GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct); // 初始化 } /****************************************************************** * 函 数 名 称:IIC_Start * 函 数 说 明:IIC起始时序 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ void IIC_Start(void) { SDA_OUT(); SCL(1); SDA(0); SDA(1); delay_us(5); SDA(0); delay_us(5); SCL(0); } /****************************************************************** * 函 数 名 称:IIC_Stop * 函 数 说 明:IIC停止信号 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ void IIC_Stop(void) { SDA_OUT(); SCL(0); SDA(0); SCL(1); delay_us(5); SDA(1); delay_us(5); } /****************************************************************** * 函 数 名 称:IIC_Send_Ack * 函 数 说 明:主机发送应答或者非应答信号 * 函 数 形 参:0发送应答 1发送非应答 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ 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 数 名 称:I2C_WaitAck * 函 数 说 明:等待从机应答 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:0有应答 1超时无应答 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ 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 数 名 称:Send_Byte * 函 数 说 明:写入一个字节 * 函 数 形 参:dat要写人的数据 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ void Send_Byte(u8 dat) { int i = 0; SDA_OUT(); SCL(0);//拉低时钟开始数据传输 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 数 名 称:Read_Byte * 函 数 说 明:IIC读时序 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:读到的数据 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ unsigned char Read_Byte(void) { unsigned char i,receive=0; SDA_IN();//SDA设置为输入 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 数 名 称:SHT31_Write_mode * 函 数 说 明:在周期模式下设置测量周期与可重复性命令 * 函 数 形 参:dat设置命令 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 数 返 回: * 作 者:LC * 备 注: ******************************************************************/ char SHT31_Write_mode(uint16_t dat) { IIC_Start(); // < < 1 是将最后一位置0,设置为写命令 Send_Byte((0X44 < < 1) | 0 ); //返回0为产生了应答,返回1说明通信失败 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1; //发送命令的高8位 Send_Byte((dat > > 8 ) ); //返回0为产生了应答,返回1说明通信失败 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2; //发送命令的低8位 Send_Byte(dat & 0xff ); //返回0为产生了应答,返回1说明通信失败 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3; // IIC_Stop(); return 0; } /****************************************************************** * 函 数 名 称:crc8 * 函 数 说 明:CRC校验 * 函 数 形 参:data要校验的数据地址 len要校验的长度 * 函 数 返 回:校验后的值 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ 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 数 名 称:SHT30_Read * 函 数 说 明:读取温湿度值 * 函 数 形 参:dat读取的命令 周期模式命令为:0xe000 单次模式命令为:0x2c06 or 0x2400 * 函 数 返 回:0读取成功 其他失败 * 作 者:LC * 备 注:当前为周期模式读取,如使用单次模式,则将 * 【设置周期模式命令】下的命令注释即可。 ******************************************************************/ char SHT30_Read(uint16_t dat) { uint16_t i = 0; unsigned char buff[6] = {0}; uint16_t data_16 = 0; //设置周期模式命令 SHT31_Write_mode(0x2130);//每1秒一次高重复测量(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; //如不使用超时判断,很容易数据错乱 do { //超时判断 i++; if( i > 20 ) return 4; delay_ms(2); IIC_Start(); Send_Byte((0X44 < < 1) | 1 );//读 }while(I2C_WaitAck() == 1); //读取到温湿度数据则结束读命令 //温度高8位 buff[0] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //温度低8位 buff[1] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //温度CRC校验值 buff[2] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //湿度高8位 buff[3] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //湿度低8位 buff[4] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //湿度CRC校验值 buff[5] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(1); IIC_Stop(); //CRC校验(将要校验的数值带入,查看计算后的校验值是否和读取到的校验值一致) if( (crc8(buff,2) == buff[2]) && ( crc8(buff+3,2) == buff[5]) ) { //计算温度值 data_16 =(buff[0]< <8) | buff[1]; Temperature = (data_16/65535.0)*175.0 - 45; //计算湿度值 data_16 = 0; data_16 =(buff[3]< <8) | buff[4]; Humidity = (data_16/65535.0) * 100.0; return 0; } else { printf("校验失败rn"); } return 5; }
在文件bsp_sht30.h中,编写如下代码。
/* * 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输入模式 #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输出模式 #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); } //获取SDA引脚的电平变化 #define SDA_GET() GPIO_ReadPin(PORT_SHT30, GPIO_SDA) //SDA与SCL输出 #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、移植验证
在自己工程中的main主函数中,编写如下。
/* * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源 * 开发板官网:www.lckfb.com * 技术支持常驻论坛,任何技术问题欢迎随时交流学习 * 立创论坛:https://oshwhub.com/forum * 关注bilibili账号:【立创开发板】,掌握我们的最新动态! * 不靠卖板赚钱,以培养中国工程师为己任 * 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(); // 开发板初始化 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); } }
移植现象:每隔1秒读取一次温湿度,并通过串口输出。
模块移植成功案例代码:
链接:https://pan.baidu.com/s/1Y6lkd6YjQyW9bxpsW8B36g?pwd=LCKF 提取码:LCKF
审核编辑 黄宇
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