基于I2C硬件协议的AH20温湿度传感器的数据采集

最新推荐文章于 2024-11-26 09:23:11 发布

kelezaji

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文章标签：嵌入式

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/kelezaji/article/details/111565109

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本文介绍了如何利用STM32的硬件I2C接口与AH20温湿度传感器进行数据采集。通过实验步骤，每隔2秒采集一次温湿度数据，并通过串口发送到上位机。实验涉及STM32F103系列单片机，以及I2C协议的硬件实现和软件模拟的区别。

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I2C

I2C 通讯协议(Inter－Integrated Circuit)是由 Phiilps 公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要 USART、CAN 等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。

对于通讯协议，我们以分层的方式来理解，最基本的是把它分为物理层和协议层。物理层规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性，确保原始数据在物理媒体的传输。协议层主要规定通讯逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准。

所谓硬件I2C对应芯片上的baiI2C外设，有相应I2C驱动电路，其所使用的I2C管脚也是专用的；软件I2C一般是用GPIO管脚，用软件控制管脚状态以模拟I2C通信波形。
软件i2c是程序员使用程序控制SCL,SDA线输出高低电平，模拟i2c协议的时序。一般较硬件i2c稳定，但是程序较为繁琐，但不难。
硬件i2c程序员只要调用i2c的控制函数即可，不用直接的去控制SCL,SDA高低电平的输出。但是有些单片机的硬件i2c不太稳定，调试问题较多。

stm32硬件I2C如图
在这里插入图片描述

温湿度传感器数据采集

实验准备

温湿度传感器：AH20
单片机：STM32F103系列单片机
实验目的：每隔2秒采集一次温湿度数据，并通过串口发送到上位机。

实验步骤：

先将单片机焊接好，然后与主机相连接（需要有驱动）。
我这里是找到野火官方资料串口通信中的代码进行修改，如下
测温湿度

void read_AHT20(void)
{
   
	uint8_t   i;

	for(i=0; i<6; i++)
	{
   
		readByte[i]=0;
	}

	//-------------
	I2C_Start();

	I2C_WriteByte(0x71);
	ack_status = Receive_ACK();
	readByte[0]= I2C_ReadByte();
	Send_ACK();

	readByte[1]= I2C_ReadByte();
	Send_ACK();

	readByte[2]= I2C_ReadByte();
	Send_ACK();

	readByte[3]= I2C_ReadByte();
	Send_ACK();

	readByte[4]= I2C_ReadByte();
	Send_ACK();

	readByte[5]= I2C_ReadByte();
	SendNot_Ack();
	//Send_ACK();

	I2C_Stop();

	//--------------
	if( (readByte[0] & 0x68) == 0x08 )
	{
   
		H1 = readByte[1];
		H1 = (H1<<8) | readByte[2];
		H1 = (H1<<8) | readByte[3];
		H1 = H1>>4;

		H1 = (H1*1000)/1024/1024;

		T1 = readByte[3];
		T1 = T1 & 0x0000000F;
		T1 = (T1<<8) | readByte[4];
		T1 = (T1<<8) | readByte[5];

		T1 = (T1*2000)/1024/1024 - 500;

		AHT20_OutData[0] = (H1>>8) & 0x000000FF;
		AHT20_OutData[1] = H1 & 0x000000FF;

		AHT20_OutData[2] = (T1>>8) & 0x000000FF;
		AHT20_OutData[3] = T1 & 0x000000FF;
	}
	else
	{
   
		AHT20_OutData[0] = 0xFF;
		AHT20_OutData[1] = 0xFF;

		AHT20_OutData[2] = 0xFF;
		AHT20_OutData[3] = 0xFF;
		printf("失败了");

	}
	printf("\r\n");
	printf("当前温度为: %d%d.%d",T1/100,(T1/10)%10,T1%10);
	printf("\r\n");
	printf("µ±Ç°Êª¶ÈÎª: %d%d.%d",H1/100,(H1/10)%10,H1%10);
	printf("\r\n");
}

在这里插入图片描述

具体文件需要main.c，delay.c，usart.c，i2c.c，sys.c
delay.c文件源码：

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#if SYSTEM_SUPPORT_UCOS
#include "includes.h"	  
#endif
static u8  fac_us=0;
static u16 fac_ms=0;
#ifdef OS_CRITICAL_METHOD 	
void SysTick_Handler(void)
{
   				   
	OSIntEnter();		
    OSTimeTick();      
    OSIntExit();      
#endif

void delay_init()	 
{
   

#ifdef OS_CRITICAL_METHOD 	
	u32 reload;
#endif
	SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);	
	fac_us=SystemCoreClock/8000000;	 
	 
#ifdef OS_CRITICAL_METHOD 	
	reload=SystemCoreClock/8000000;		  
	reload*=1000000/OS_TICKS_PER_SEC;
	fac_ms=1000/OS_TICKS_PER_SEC;	   
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;
	SysTick->LOAD=reload;
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; 
#else
	fac_ms=(u16)fac_us*1000;
#endif
}								    

#ifdef OS_CRITICAL_METHOD		    								   
void delay_us(u32 nus)
{
   		
	u32 ticks;
	u32 told,tnow,tcnt=0;
	u32 reload=SysTick->LOAD;	    	 
	ticks=nus*fac_us;   		 
	tcnt=0;
	told=SysTick->VAL; 
	while(1)
	{
   
		tnow=SysTick->VAL;	
		if(tnow