AHT10,新一代温湿度传感器在尺寸与智能方面建立了新的标准:它嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚SMD 封装,底面 4 x 5mm ,高度1.6mm。传感器输出经过标定的数字信号,标准 I 2 C 格式。AHT10 配有一个全新设计的 ASIC专用芯片、一个经过改进的MEMS半导体电容式湿度传感元件和一个标准的片上温度传感元件,其性能已经大大提升甚至超出了前一代传感器的可靠性水平,新一代温湿度传感器,经过改进使其在恶劣环境下的性能更稳定。每一个传感器都经过校准和测试,在产品表面印有产品批号。由于对传感器做了改良和微型化改进,因此它的性价比更高,并且最终所有设备都将得益于尖端的节能运行模式。 应用范围主要在暖通空调 、除湿器、测试及检测设备、消费品、汽车 、自动控制、数据记录器、气象站、家电、湿度调节、医疗及其他相关温湿度检测控制。
一、模块来源
模块实物展示:
资料下载链接:
https://pan.baidu.com/s/1xTX_QCmEmy8DWgxgtgXXFw
提取码:pp3k
二、 规格参数
工作电压:1.8~3.6V
工作电流:0.25~23uA
湿度误差:±2%RH
温度误差:±0.3℃
输出方式: IIC
管脚数量:3 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【能够测量环境温湿度】。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
器件地址为 0x38 ,但是最后一位是读写位,需要空出一位给读写位,因此需要左移一位,即 0x38<<1 得到 0X70
采集步骤:(写=0,读=1)
起始信号->器件地址左移1位+写 -> 等待传感器应答 -> 发送触发测量命令(0XAC)-> 等待传感器应答 -> 发送数据位0X33 -> 等待传感器应答 -> 发送数据位0x00 -> 等待传感器应答 -> 停止信号(可不加)-> 起始信号 ->器件地址左移1位+读 -> 等待传感器应答 -> 读取8位数据(状态字)-> 主机发送应答 -> 读取湿度高位数据 -> 主机发送应答 -> 读取湿度低位数据 -> 主机发送应答-> 读取湿度最后4位数据和温度最高的4位数据 -> -> 主机发送应答 -> 读取温度8数据 -> 主机发送应答-> 读取温度8位数据 -> 主机发送应答 -> 停止信号。
8位状态字,各个位表示的意义。
示例:
状态位 = 0x1C 0X1C = 0001 1100 bit7 = 设备空闲 bit6~5= NOR mode bit4 = 保留 BIT3 = 1已校准 bit0~2= 保留
湿度换算公式:其中SRH等于读取到的20位湿度数据整合后的数据。
RH(%)=(SRH/2的20次方)* 100
温度换算公式:其中ST等于读取到的20位温度数据整合后的数据。
3.2引脚选择
模块接线图
3.3查移植至工程
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_aht10.c与bsp_aht10.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_aht10.c中,编写如下代码。
/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-04-01 LCKFB-LP first version */ #include "bsp_aht10.h" #include "stdio.h" #include "board.h" float Temperature = 0; float Humidity = 0; /****************************************************************** * 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(); SDA(1); SCL(1); delay_us(4); SDA(0); delay_us(4); 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); delay_us(4); SCL(1); SDA(1); delay_us(4); } /****************************************************************** * 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(2); if(!ack) SDA(0); else SDA(1); SCL(1); delay_us(2); 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; SDA(1); delay_us(1); SCL(1); delay_us(1); SDA_IN(); delay_us(2); while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) ) { ack_flag--; delay_us(3); } if( ack_flag <= 0 ) { IIC_Stop(); return 1; } else { SCL(0); SDA_OUT(); } SDA(0); 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(uint8_t 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(2); SCL(0); delay_us(2); 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(2); SCL(1); delay_us(2); receive< <=1; if( SDA_GET() ) { receive|=1; } delay_us(1); } SCL(0); return receive; } /****************************************************************** * 函 数 名 称:AHT10Reset * 函 数 说 明:软件复位 * 函 数 形 参: * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ void AHT10Reset(void) { IIC_Start(); Send_Byte(0x70); I2C_WaitAck(); Send_Byte(0xba); I2C_WaitAck(); IIC_Stop(); } /****************************************************************** * 函 数 名 称:AHT10_GPIO_Init * 函 数 说 明:AHT10的引脚初始化 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:无 * 作 者:LC * 备 注:无 ******************************************************************/ void AHT10_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体 RCC_AHT10_ENABLE(); // 使能GPIO时钟 GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL; // 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_AHT10, &GPIO_InitStruct); // 初始化 delay_ms(50);//延时50ms让传感器稳定 IIC_Start(); Send_Byte(0x70); //获取状态 //初始化校准 Send_Byte(0xe1); Send_Byte(0x08); Send_Byte(0x00); IIC_Stop(); delay_ms(50);//延时50ms让传感器稳定 } /********************************************************** * 函 数 名 称:AHT10_Read * 函 数 功 能:读取AHT10的温湿度数据 * 传 入 参 数:无 * 函 数 返 回:0读取成功 * 作 者:LC * 备 注:无 **********************************************************/ unsigned char AHT10_Read(void) { char timeout = 0; unsigned char buff[6] = {0}; unsigned int dat = 0; IIC_Start();//起始信号 Send_Byte(0X38< <1 | 0); //器件地址+写命令 I2C_WaitAck(); //等待传感器应答 Send_Byte(0XAC);//寄存器地址:触发测量命令 I2C_WaitAck();//等待传感器应答 Send_Byte(0X33);//发送数据位 I2C_WaitAck();//等待传感器应答 Send_Byte(0X00);//发送数据位 I2C_WaitAck();//等待传感器应答 IIC_Stop(); //停止信号 do{ delay_ms(1);//超时判断,等待传感器采集数据 timeout++; IIC_Start();//重新发送起始信号 Send_Byte(0X38< <1 | 1);//器件地址+写命令 }while( I2C_WaitAck() == 1 && timeout < 5 ); buff[0] = Read_Byte();//读取状态字 IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答 buff[1] = Read_Byte();//湿度高8位数据 IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答 buff[2] = Read_Byte();//湿度低8位数据 IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答 buff[3] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答 buff[4] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答 buff[5] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(1);//主机发送应答 IIC_Stop();//停止信号 delay_ms(20); //高位在前 dat = (((buff[1]< <12) | (buff[2]< <4)) | (buff[3] >>4)); Humidity = dat / 1048576.0 * 100.0; dat = 0; dat = ((buff[3] &0x0F) < < 16 ) | ( buff[4] < < 8) | buff[5]; Temperature = (dat/1048576.0) * 200 - 50; AHT10Reset(); // AHT10复位 AHT10_GPIO_Init(); // GPIO重新初始化 return 0; } /********************************************************** * 函 数 名 称:Get_Temperature * 函 数 功 能:获取采集后的温度数据 * 传 入 参 数:无 * 函 数 返 回:温度数据,单位℃ * 作 者:LC * 备 注:必须先采集与数据,否则返回0或者之前的数据 **********************************************************/ float Get_Temperature(void) { return Temperature; } /********************************************************** * 函 数 名 称:Get_Humidity * 函 数 功 能:获取采集后的湿度数据 * 传 入 参 数:无 * 函 数 返 回:湿度数据,单位%RH * 作 者:LC * 备 注:必须先采集与数据,否则返回0或者之前的数据 **********************************************************/ float Get_Humidity(void) { return Humidity; }
在文件bsp_aht10.h中,编写如下代码。
/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #ifndef _BSP_AHT10_H_ #define _BSP_AHT10_H_ #include "board.h" //端口移植 #define RCC_AHT10_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define PORT_AHT10 CW_GPIOB #define GPIO_SDA GPIO_PIN_9 #define GPIO_SCL GPIO_PIN_8 //设置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_AHT10, &GPIO_InitStruct); } //设置SDA输入模式 #define SDA_IN() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_AHT10, &GPIO_InitStruct); } //获取SDA引脚的电平变化 #define SDA_GET() GPIO_ReadPin(PORT_AHT10, GPIO_SDA) //SDA与SCL输出 #define SDA(x) GPIO_WritePin(PORT_AHT10, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) ) #define SCL(x) GPIO_WritePin(PORT_AHT10, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) ) void AHT10_GPIO_Init(void); unsigned char AHT10_Read(void); float Get_Temperature(void); float Get_Humidity(void); #endif
四、移植验证
在自己工程中的main主函数中,编写如下。
/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "board.h" #include "stdio.h" #include "bsp_uart.h" #include "bsp_aht10.h" int32_t main(void) { board_init(); // 开发板初始化 uart1_init(115200); // 串口1波特率115200 AHT10_GPIO_Init();//AHT10引脚初始化 printf("Startrn"); while(1) { //采集温湿度 AHT10_Read(); //串口打印温度数据 printf("温度 = %.2frn", Get_Temperature() ); //串口打印湿度数据 printf("湿度 = %.2frn", Get_Humidity() ); printf("n"); delay_ms(1000); } }
上电现象:每隔大约一秒测量一次温湿度。
模块移植成功案例代码:
链接:https://pan.baidu.com/s/13dMHBLOyabVYgR11D20U2Q?pwd=LCKF
提取码:LCKF
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