STM32基于I2C协议的AHT20温湿度测量_i2c 温度测量芯片-优快云博客

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STM32基于I2C协议的AHT20温湿度测量

任务要求
软硬件I2C
AHT20测温湿度
参考文献

任务要求

学习I2C总线通信协议，完成基于I2C硬件协议的AHT20温湿度传感器的数据采集，并将采集的温度-湿度值通过串口输出。
1.解释什么是“软件I2C”和“硬件I2C”；
2.编程实现：每隔2秒钟采集一次温湿度数据，并通过串口发送到上位机（win10）。

软硬件I2C

I2C Bus(Inter-Integrated Circuit Bus) 最早是由Philips半导体（现被NXP收购）开发的两线时串行总线，常用于微控制器与外设之间的连接。

I2C协议规定，总线上数据的传输必须以一个起始信号作为开始条件，以一个结束信号作为传输的停止条件。起始和结束信号总是由主设备产生。
起始和结束信号产生条件：总线在空闲状态时，SCL和SDA都保持着高电平，当SCL为高电平而SDA由高到低的跳变，表示产生一个起始条件；当SCL为高而SDA由低到高的跳变，表示产生一个停止条件。

在起始条件产生后，总线处于忙状态，由本次数据传输的主从设备独占，其他I2C器件无法访问总线；而在停止条件产生后，本次数据传输的主从设备将释放总线，总线再次处于空闲状态。起始和结束如图所示：
在这里插入图片描述
数据的传输的进行：

软件I2C：
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:
硬件I2C对应芯片上的I2C外设，有相应I2C驱动电路，其所使用的I2C管脚也是专用的

AHT20测温湿度

此次工程改编野火实例工程：
在这里插入图片描述
修改主函数：

#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "bsp_i2c.h"


int main(void)
{
   	
	delay_init();     //ÑÓÊ±º¯Êý³õÊ¼»¯	  
	uart_init(115200);	 //´®¿Ú³õÊ¼»¯Îª115200
	IIC_Init();
		while(1)
	{
   
		printf("¿ªÊ¼²âÁ¿£¬ÇëÉÔµÈ£º");
		read_AHT20_once();
		delay_ms(1500);
  }
}

添加如下文件：
usart.c:

#include "sys.h"
#include "usart.h"


//STM32F103ºËÐÄ°åÀý³Ì
//¿âº¯Êý°æ±¾Àý³Ì
/********** mcudev.taobao.com ³öÆ·  ********/


// 	 
//Èç¹ûÊ¹ÓÃucos,Ôò°üÀ¨ÏÂÃæµÄÍ·ÎÄ¼þ¼´¿É.
#if SYSTEM_SUPPORT_UCOS
#include "includes.h"					//ucos Ê¹ÓÃ	  
#endif
//	 
//STM32¿ª·¢°å
//´®¿Ú1³õÊ¼»¯		   

// 	  
 

//
//¼ÓÈëÒÔÏÂ´úÂë,Ö§³Öprintfº¯Êý,¶ø²»ÐèÒªÑ¡Ôñuse MicroLIB	  
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)             
//±ê×¼¿âÐèÒªµÄÖ§³Öº¯Êý                 
struct __FILE 
{
    
	int handle; 

}; 

FILE __stdout;       
//¶¨Òå_sys_exit()ÒÔ±ÜÃâÊ¹ÓÃ°ëÖ÷»úÄ£Ê½    
void _sys_exit(int x) 
{
    
	x = x; 
} 
//ÖØ¶¨Òåfputcº¯Êý 
int fputc(int ch, FILE *f)
{
         
	while((USART1->SR&0X40)==0);//Ñ»··¢ËÍ,Ö±µ½·¢ËÍÍê±Ï   
    USART1->DR = (u8) ch;      
	return ch;
}
#endif 

/*Ê¹ÓÃmicroLibµÄ·½·¨*/
 /* 
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);

	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET) {}	
   
    return ch;
}
int GetKey (void)  { 

    while (!(USART1->SR & USART_FLAG_RXNE));

    return ((int)(USART1->DR & 0x1FF));
}
*/
 
#if EN_USART1_RX   //Èç¹ûÊ¹ÄÜÁË½ÓÊÕ
//´®¿Ú1ÖÐ¶Ï·þÎñ³ÌÐò
//×¢Òâ,¶ÁÈ¡USARTx->SRÄÜ±ÜÃâÄªÃûÆäÃîµÄ´íÎó   	
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //½ÓÊÕ»º³å,×î´óUSART_REC_LEN¸ö×Ö½Ú.
//½ÓÊÕ×´Ì¬
//bit15£¬	½ÓÊÕÍê³É±êÖ¾
//bit14£¬	½ÓÊÕµ½0x0d
//bit13~0£¬	½ÓÊÕµ½µÄÓÐÐ§×Ö½ÚÊýÄ¿
u16 USART_RX_STA=0;       //½ÓÊÕ×´Ì¬±ê¼Ç	  
  
void uart_init(u32 bound){
   
    //GPIO¶Ë¿ÚÉèÖÃ
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//Ê¹ÄÜUSART1£¬GPIOAÊ±ÖÓ
     //USART1_TX   PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//¸´ÓÃÍÆÍìÊä³ö
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
   
    //USART1_RX	  PA.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//¸¡¿ÕÊäÈë
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  

   //Usart1 NVIC ÅäÖÃ

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//ÇÀÕ¼ÓÅÏÈ¼¶3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//×ÓÓÅÏÈ¼¶3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQÍ¨µÀÊ¹ÄÜ
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//¸ù¾ÝÖ¸¶¨µÄ²ÎÊý³õÊ¼»¯VIC¼Ä´æÆ÷
  
   //USART ³õÊ¼»¯ÉèÖÃ

	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//Ò»°ãÉèÖÃÎª9600;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//×Ö³¤Îª8Î»Êý¾Ý¸ñÊ½
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//Ò»¸öÍ£Ö¹Î»
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//ÎÞÆæÅ¼Ð£ÑéÎ»
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//ÎÞÓ²¼þÊý¾ÝÁ÷¿ØÖÆ
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//ÊÕ·¢Ä£Ê½

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //³õÊ¼»¯´®¿Ú
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//¿ªÆôÖÐ¶Ï
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //Ê¹ÄÜ´®¿Ú 

}



void USART1_IRQHandler(void)                	//´®¿Ú1ÖÐ¶Ï·þÎñ³ÌÐò
	{
   
	u8 Res;
#ifdef OS_TICKS_PER_SEC	 	//Èç¹ûÊ±ÖÓ½ÚÅÄÊý¶¨ÒåÁË,ËµÃ÷ÒªÊ¹ÓÃucosIIÁË.
	OSIntEnter();    
#endif
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //½ÓÊÕÖÐ¶Ï(½ÓÊÕµ½µÄÊý¾Ý±ØÐëÊÇ0x0d 0x0a½áÎ²)
		{
   
		Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);	//¶ÁÈ¡½ÓÊÕµ½µÄÊý¾Ý
		
		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//½ÓÊÕÎ´Íê³É
			{
   
			if(USART_RX_STA&0x4000)//½ÓÊÕµ½ÁË0x0d
				{
   
				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//½ÓÊÕ´íÎó,ÖØÐÂ¿ªÊ¼
				else USART_RX_STA|=0x8000;	//½ÓÊÕÍê³ÉÁË 
				}
			else //»¹Ã»ÊÕµ½0X0D
				{
   	
				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
				else
					{
   
					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
					USART_RX_STA++;
					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//½ÓÊÕÊý¾Ý´íÎó,ÖØÐÂ¿ªÊ¼½ÓÊÕ	  
					}		 
				}
			}   		 
     } 
#ifdef OS_TICKS_PER_SEC	 	//Èç¹ûÊ±ÖÓ½ÚÅÄÊý¶¨ÒåÁË,ËµÃ÷ÒªÊ¹ÓÃucosIIÁË.
	OSIntExit();  											 
#endif
} 
#endif

usart.h:

#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stdio.h"	
#include "sys.h" 

//STM32F103ºËÐÄ°åÀý³Ì
//¿âº¯Êý°æ±¾Àý³Ì
/********** mcudev.taobao.com ³öÆ·  ********/

//	 
//STM32¿ª·¢°å
//´®¿Ú1³õÊ¼»¯		   

#define USART_REC_LEN  			200  	//¶¨Òå×î´ó½ÓÊÕ×Ö½ÚÊý 200
#define EN_USART1_RX 			1		    //Ê¹ÄÜ£¨1£©/½ûÖ¹£¨0£©´®¿Ú1½ÓÊÕ
	  	
extern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //½ÓÊÕ»º³å,×î´óUSART_REC_LEN¸ö×Ö½Ú.Ä©×Ö½ÚÎª»»ÐÐ·û 
extern u16 USART_RX_STA;         		//½ÓÊÕ×´Ì¬±ê¼Ç	
//Èç¹ûÏë´®¿ÚÖÐ¶Ï½ÓÊÕ£¬Çë²»Òª×¢ÊÍÒÔÏÂºê¶¨Òå
void uart_init(u32 bound);
#endif

bsp_i2c.c:

#include "bsp_i2c.h"
#include "delay.h"

uint8_t   ack_status=0;
uint8_t   readByte[6];
uint8_t   AHT20_status=0;

uint32_t  H1=0;  //Humility
uint32_t  T1=0;  //Temperature

uint8_t  AHT20_OutData[4];
uint8_t  AHT20sendOutData[10] = {
   0xFA, 0x06, 0x0A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF};

void IIC_Init(void)
{
   					     
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;