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STM32F103ZE+SHT30检测环境温度与湿度(IIC模拟时序)

2022-10-13 来源：csdn

一、环境介绍

工程编译软件:  keil5


温湿度传感器: SHT30


MCU : STM32F103ZET6


程序采用模块化编程，iic时序为一个模块(iic.c 和 iic.h)，SHT30为一个模块(sht30.c 和 sht30.h)；IIC时序采用模拟时序方式实现，IO口都采用宏定义方式，方便快速移植到其他平台使用。


工程源码完整下载地址: https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/18973724


二、SHT30介绍

特点:


1. 湿度和温度传感器

2. 完全校准、线性化和温度

3. 补偿数字输出,宽电源电压范围，从2.4 V到5.5 V

4. I2C接口，通信速度高达1MHz和两个用户可选地址

5. 典型精度 +- 2%相对湿度和+- 0.3°C

6. 启动和测量时间非常快

7. 微型8针DFN封装

这是SHT30的7位IIC设备地址:   

三、设备运行效果

这是串口打印的数据:

 

四、设备代码

4.1  main.c

#include 'stm32f10x.h'

#include 'led.h'

#include 'delay.h'

#include 'key.h'

#include 'usart.h'

#include 'iic.h'

#include 'sht3x.h'

 

int main()

{

   float Humidity;

   float Temperature;

   USART1_Init(115200);

   USART1_Printf('设备运行正常....rn');

   IIC_Init(); 

   Init_SHT30();

   while(1)

   {

       //读取温湿度

       SHT3x_ReadData(&Humidity,&Temperature);

       USART1_Printf('温度:%0.2f,湿度:%0.2frn',Temperature,Humidity);

       delay_ms(1000);

   }

}


4.2 sht30.c

#include 'sht3x.h'

 

const int16_t POLYNOMIAL = 0x131;

 

/***************************************************************

* 函数名称: SHT30_reset

* 说    明: SHT30复位

* 参    数: 无

* 返 回 值: 无

***************************************************************/

void SHT30_reset(void)

{

    u8 r_s;

    

    IIC_Start(); //发送起始信号

    

    IIC_WriteOneByteData(SHT30_AddrW); //写设备地址

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('Init_SHT30_error:1rn');

 

    IIC_WriteOneByteData(0x30); //写数据

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('Init_SHT30_error:2rn');

    

    IIC_WriteOneByteData(0xA2); //写数据

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('Init_SHT30_error:3rn');

    

    IIC_Stop(); //停止信号 

 

    delay_ms(50);    

}

 

 

/***************************************************************

* 函数名称: Init_SHT30

* 说    明: 初始化SHT30，设置测量周期

* 参    数: 无

* 返 回 值: 无

***************************************************************/

void Init_SHT30(void)

{

     u8 r_s;

    

    IIC_Start(); //发送起始信号

    

    IIC_WriteOneByteData(SHT30_AddrW); //写设备地址

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('Init_SHT30_error:1rn');

 

    IIC_WriteOneByteData(0x22); //写数据

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('Init_SHT30_error:2rn');

    

    IIC_WriteOneByteData(0x36); //写数据

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('Init_SHT30_error:3rn');

    

    IIC_Stop(); //停止信号  

    

    delay_ms(200);

}

 

 

/***************************************************************

* 函数名称: SHT3x_CheckCrc

* 说    明: 检查数据正确性

* 参    数: data：读取到的数据

nbrOfBytes：需要校验的数量

checksum：读取到的校对比验值

* 返 回 值: 校验结果，0-成功 1-失败

***************************************************************/

u8 SHT3x_CheckCrc(char data[], char nbrOfBytes, char checksum)

{

    char crc = 0xFF;

    char bit = 0;

    char byteCtr ;

    //calculates 8-Bit checksum with given polynomial

    for(byteCtr = 0; byteCtr < nbrOfBytes; ++byteCtr)

    {

        crc ^= (data[byteCtr]);

        for ( bit = 8; bit > 0; --bit)

        {

            if (crc & 0x80) crc = (crc << 1) ^ POLYNOMIAL;

            else crc = (crc << 1);

        }

    }

    if(crc != checksum)

return 1;

    else

return 0;

}

 

/***************************************************************

* 函数名称: SHT3x_CalcTemperatureC

* 说    明: 温度计算

* 参    数: u16sT：读取到的温度原始数据

* 返 回 值: 计算后的温度数据

***************************************************************/

float SHT3x_CalcTemperatureC(unsigned short u16sT)

{

    float temperatureC = 0;            // variable for result

 

    u16sT &= ~0x0003;           // clear bits [1..0] (status bits)

    //-- calculate temperature [℃] --

    temperatureC = (175 * (float)u16sT / 65535 - 45); //T = -45 + 175 * rawValue / (2^16-1)

    return temperatureC;

}

 

/***************************************************************

* 函数名称: SHT3x_CalcRH

* 说    明: 湿度计算

* 参    数: u16sRH：读取到的湿度原始数据

* 返 回 值: 计算后的湿度数据

***************************************************************/

float SHT3x_CalcRH(unsigned short u16sRH)

{

    float humidityRH = 0;              // variable for result

    u16sRH &= ~0x0003;          // clear bits [1..0] (status bits)

    //-- calculate relative humidity [%RH] --

    humidityRH = (100 * (float)u16sRH / 65535);  // RH = rawValue / (2^16-1) * 10

    return humidityRH;

}

 

 

//读取温湿度数据

void SHT3x_ReadData(float *Humidity,float *Temperature)

{

    char  data[3];    //data array for checksum verification

    u8 SHT3X_Data_Buffer[6]; //byte 0,1 is temperature byte 4,5 is humidity

    u8 r_s=0;

    u8 i;

    unsigned short tmp = 0;

    uint16_t dat;

    

    IIC_Start(); //发送起始信号

    

    IIC_WriteOneByteData(SHT30_AddrW); //写设备地址

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('SHT3X_error:1rn');

 

    IIC_WriteOneByteData(0xE0); //写数据

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('SHT3X_error:2rn');

    

    IIC_WriteOneByteData(0x00); //写数据

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('SHT3X_error:3rn');

    

    //IIC_Stop(); //停止信号 

    

   // DelayMs(30); //等待

    

    //读取sht30传感器数据

    IIC_Start(); //发送起始信号

    IIC_WriteOneByteData(SHT30_AddrR);

    r_s=IIC_GetACK();//获取应答

    if(r_s)printf('SHT3X_error:7rn');

    

    for(i=0;i<6;i++)

    {

        SHT3X_Data_Buffer[i]=IIC_ReadOneByteData(); //接收数据

        if(i==5)

        {

             IIC_SendACK(1); //发送非应答信号

            break;

        }

        IIC_SendACK(0); //发送应答信号

    }

    IIC_Stop(); //停止信号

    

    //    /* check tem */

    data[0] = SHT3X_Data_Buffer[0];

    data[1] = SHT3X_Data_Buffer[1];

    data[2] = SHT3X_Data_Buffer[2];

 

    tmp=SHT3x_CheckCrc(data, 2, data[2]);

    if( !tmp ) /* value is ture */

    {

        dat = ((uint16_t)data[0] << 8) | data[1];

        *Temperature = SHT3x_CalcTemperatureC( dat );    

    }

 

    //    /* check humidity */

    data[0] = SHT3X_Data_Buffer[3];

    data[1] = SHT3X_Data_Buffer[4];

    data[2] = SHT3X_Data_Buffer[5];

 

    tmp=SHT3x_CheckCrc(data, 2, data[2]);

    if( !tmp ) /* value is ture */

    {

        dat = ((uint16_t)data[0] << 8) | data[1];

        *Humidity = SHT3x_CalcRH( dat );    

    }

}

 


4.3 iic.c

#include 'iic.h'

 

/*

函数功能：IIC接口初始化

硬件连接：

SDA：PB7

SCL：PB6

*/

void IIC_Init(void)

{

RCC->APB2ENR|=1<<3;//PB

GPIOB->CRL&=0x00FFFFFF;

GPIOB->CRL|=0x33000000;

GPIOB->ODR|=0x3<<6;

}

 

/*

函数功能：IIC总线起始信号

*/

void IIC_Start(void)

{

    IIC_SDA_OUTMODE(); //初始化SDA为输出模式

    IIC_SDA_OUT=1; //数据线拉高

    IIC_SCL=1;      //时钟线拉高

    DelayUs(4);        //电平保持时间

    IIC_SDA_OUT=0; //数据线拉低

    DelayUs(4);        //电平保持时间

    IIC_SCL=0;      //时钟线拉低

}

 

 

/*

函数功能：IIC总线停止信号

*/

void IIC_Stop(void)

{

IIC_SDA_OUTMODE(); //初始化SDA为输出模式

IIC_SDA_OUT=0; //数据线拉低

IIC_SCL=0;      //时钟线拉低

DelayUs(4);        //电平保持时间

IIC_SCL=1;      //时钟线拉高

DelayUs(4);        //电平保持时间

IIC_SDA_OUT=1; //数据线拉高

}

 

/*

函数功能：获取应答信号

返 回 值：1表示失败，0表示成功

*/

u8 IIC_GetACK(void)

{

u8 cnt=0;

IIC_SDA_INPUTMODE();//初始化SDA为输入模式

IIC_SDA_OUT=1;   //数据线上拉

  DelayUs(2);         //电平保持时间

IIC_SCL=0;        //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据

DelayUs(2);         //电平保持时间，等待从机发送数据

  IIC_SCL=1;        //时钟线拉高，告诉从机，主机现在开始读取数据

while(IIC_SDA_IN)   //等待从机应答信号

{

cnt++;

if(cnt>250)return 1;

}

IIC_SCL=0;        //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据

return 0;

}

 

/*

函数功能：主机向从机发送应答信号

函数形参：0表示应答，1表示非应答

*/

void IIC_SendACK(u8 stat)

{

IIC_SDA_OUTMODE(); //初始化SDA为输出模式

IIC_SCL=0;      //时钟线拉低，告诉从机，主机需要发送数据

if(stat)IIC_SDA_OUT=1; //数据线拉高，发送非应答信号

else IIC_SDA_OUT=0; //数据线拉低，发送应答信号

DelayUs(2);            //电平保持时间，等待时钟线稳定

IIC_SCL=1;           //时钟线拉高，告诉从机，主机数据发送完毕

DelayUs(2);            //电平保持时间，等待从机接收数据

IIC_SCL=0;        //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据

}

 

 

/*

函数功能：IIC发送1个字节数据

函数形参：将要发送的数据

*/

void IIC_WriteOneByteData(u8 data)

{

u8 i;

IIC_SDA_OUTMODE(); //初始化SDA为输出模式

IIC_SCL=0;      //时钟线拉低，告诉从机，主机需要发送数据

for(i=0;i<8;i++)

{

if(data&0x80)IIC_SDA_OUT=1; //数据线拉高，发送1

else IIC_SDA_OUT=0; //数据线拉低，发送0

IIC_SCL=1;           //时钟线拉高，告诉从机，主机数据发送完毕

DelayUs(2);            //电平保持时间，等待从机接收数据

IIC_SCL=0;      //时钟线拉低，告诉从机，主机需要发送数据

DelayUs(2);            //电平保持时间，等待时钟线稳定

data<<=1;              //先发高位

}

}

 

 

/*

函数功能：IIC接收1个字节数据

返 回 值：收到的数据

*/

u8 IIC_ReadOneByteData(void)

{

u8 i,data;

IIC_SDA_INPUTMODE();//初始化SDA为输入模式

  for(i=0;i<8;i++)

  {

IIC_SCL=0;        //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据

DelayUs(2);         //电平保持时间，等待从机发送数据

IIC_SCL=1;        //时钟线拉高，告诉从机，主机现在正在读取数据

data<<=1;           

if(IIC_SDA_IN)data|=0x01;

DelayUs(2);         //电平保持时间，等待时钟线稳定

  }

IIC_SCL=0;        //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据 (必须拉低，否则将会识别为停止信号)

return data;

}


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STM32F103ZE SHT30 IIC 模拟时序

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