STM32HAL库驱动SCD40/SCD30驱动代码

原创

已于 2024-09-03 15:01:46 修改 · 1.1k 阅读

16 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

于 2024-07-26 09:23:13 首次发布

SCD40是瑞士SENSIRION公司推出的一款微型CO2传感器，它基于光声传感原理，并结合了温湿度传感器SHTW2实现片上信号补偿。以下是SCD40的详细介绍：

一、产品特点

高精度：SCD40在特定范围内（如400-2000ppm）具有高精度的CO2浓度测量能力，精度可达±(40ppm+5%)。
小尺寸：其尺寸仅为10 x 10 x 7 mm³（或根据其他资料为10.1 x 10.1 x 6.5 mm³），便于集成到各种设备中。
多功能：除了测量CO2浓度外，还能同时测量温度和湿度，提供全面的环境参数监测。
自动校准：SCD40具有自动校准功能（ASC），可以在使用过程中自动保持测量准确性。
低功耗：支持低功耗模式，适合长时间运行和电池供电的应用场景。

二、技术原理

SCD40采用光声传感原理进行CO2浓度测量。当红外光通过含有二氧化碳的气流时，二氧化碳分子会吸收部分光线并产生热量，进而产生声波。传感器通过检测这些声波信号的强度来判断二氧化碳的浓度。此外，内置的SHTW2温湿度传感器能够实时测量环境温度和湿度，并通过片上信号补偿技术提高CO2浓度的测量精度。

三、应用场景

SCD40广泛应用于需要精确监测CO2浓度的场合，如：

智能家居：用于智能通风系统、空气净化器等设备中，根据室内CO2浓度自动调节通风量或净化效率。
农业大棚：监测大棚内的CO2浓度，为植物提供适宜的生长环境。
工业检测：在工业生产过程中监测CO2排放情况，确保生产安全和环境合规。
医疗领域：用于手术室、病房等场所的空气质量监测，保障医疗环境的洁净度。

四、使用注意事项

上电稳定：传感器上电后需要等待约1000ms才能进入空闲状态并接收命令。
校准操作：虽然SCD40具有自动校准功能，但在特定情况下（如长时间未使用或环境变化较大时）可能需要进行手动校准。
焊接时间：拆包后应在168小时内完成焊接，以避免湿度增加影响传感器性能。
接口通信：SCD40使用IIC接口进行通信，从机地址为0x62。在读取数据时需注意遵循相应的通信协议和时序要求。

综上所述，SCD40是一款性能优越、功能全面的微型CO2传感器，广泛应用于智能家居、农业、工业和医疗等领域。在使用过程中需注意遵循相关操作规范和维护要求以确保其长期稳定运行和测量准确性。

五、驱动代码

STM32采用任意IO口即可驱动，因为本人采用的是模拟iic接口，分别罗列了.C文件和h文件。如下为.c文件：

#include "i2c.h"
#include "delay.h"
//初始化IIC
void IIC_Init(void)
{			     
 GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
 
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();   //使能GPIOD时钟
 
    /*
		SCL - PD6		SDA-PC1
	*/
    GPIO_Initure.Pin  	= GPIO_PIN_6;
    GPIO_Initure.Mode 	= GPIO_MODE_OUTPUT_PP;	//推挽输出
    GPIO_Initure.Pull 	= GPIO_PULLUP;        	//上拉
    GPIO_Initure.Speed 	= GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;   	//快速
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_Initure);
	
	
	  GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_7;
    GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; 	//推挽输出
    GPIO_Initure.Pull = GPIO_PULLUP;        	//上拉
    GPIO_Initure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;   	//快速
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_Initure);
 
}
//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{
	SDA_OUT();     //sda线输出
	IIC_SDA(1);	  	  
	IIC_SCL(1);
	delay_us(4);
 	IIC_SDA(0);//START:when CLK is high,DATA change form high to low 
	delay_us(4);
	IIC_SCL(0);//钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}	  
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{
	SDA_OUT();//sda线输出
	IIC_SCL(0);
	IIC_SDA(0);//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
 	delay_us(4);
	IIC_SCL(1); 
	IIC_SDA(1);//发送I2C总线结束信号
	delay_us(4);							   	
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
	u8 ucErrTime=0;
	SDA_IN();      //SDA设置为输入  
	IIC_SDA(1);delay_us(1);	   
	IIC_SCL(1);delay_us(1);	 
	while(READ_SDAA)
	{
		ucErrTime++;
		if(ucErrTime>250)
		{
			IIC_Stop();
			return 1;
		}
	}
	IIC_SCL(0);//时钟输出0 	   
	return 0;  
} 
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
	IIC_SCL(0);
	SDA_OUT() ;
	IIC_SDA(0);
	delay_us(2);
	IIC_SCL(1);
	delay_us(2);
	IIC_SCL(0);
}
//不产生ACK应答		    
void IIC_NAck(void)
{
	IIC_SCL(0);
	SDA_OUT();
	IIC_SDA(1);
	delay_us(2);
	IIC_SCL(1);
	delay_us(2);
	IIC_SCL(0);
}					 				     
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答			  
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
	SDA_OUT(); 	    
    IIC_SCL(0);//拉低时钟开始数据传输
    for(t=0;t<8;t++)
    {       
      IIC_SDA((txd & 0x80) >> 7);			
//        IIC_SDA(txd&0x80)>>7;
        txd<<=1; 	  
		delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的
		IIC_SCL(1);
		delay_us(2); 
		IIC_SCL(0);	
		delay_us(2);
    }	 
} 	    
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
	unsigned char i,receive=0;
	SDA_IN();//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
	{
        IIC_SCL(0); 
        delay_us(2);
		IIC_SCL(1);
        receive<<=1;
        if(READ_SDAA)receive++;   
		delay_us(1); 
    }					 
    if (!ack)
        IIC_NAck();//发送nACK
    else
        IIC_Ack(); //发送ACK   
    return receive;
}

uint8_t periodic_Measurements_AreRunning = 0;
scd4x_SensorData_t SCD4x_SensorData;

//Start periodic measurements. See "SCD40_SCD41_Datasheet.pdf" 3.5.1
//signal update interval is 5 seconds.
bool SCD4x_StartPeriodicMeasurement(void)
{
	bool success = 0;
	
  if (periodic_Measurements_AreRunning)
  {
    #if SCD4x_ENABLE_DEBUGLOG

     printf("SCD4x_StartPeriodicMeasurement: periodic measurements are already running");
		
    #endif // if SCD4x_ENA