【STM32F103】基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集

最新推荐文章于 2024-08-15 21:35:19 发布

菜虚鲲001

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文章标签： stm32 单片机 arm

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_46075647/article/details/121562895

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本文详细介绍了硬件I2C和软件I2C的区别，硬件I2C效率高但编程复杂，而软件I2C灵活性强但速度较慢。通过实例展示了如何使用软件I2C与AHT20温湿度传感器进行通信，包括初始化、数据读取等步骤，并提供了相应的代码示例。最后，文章展示了通过串口输出温湿度数据的过程。

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一、什么是“软件I2C”和“硬件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，因而效率要远高于软件模拟的I2C；一般也较为稳定，但是程序较为繁琐。硬件（固件）I2C是直接调用内部寄存器进行配置；而软件I2C是没有寄存器这个概念的。
软件I2C一般是使用GPIO管脚，用软件控制SCL,SDA线输出高低电平，模拟i2c协议的时序。

例如下面这段I2C的开始和结束信号，我们使用GPIOB模拟：

在这里插入图片描述

代码如下：

Void I2C_START（void）
 
{
 
    GPIOB11 = High；
 
    GPIOB12 = High；
 
    Delay();
 
    GPIOB11 = Low;
 
    Delay();
 
    GPIOB12 = Low;
 
}
 
 
 
 
Void I2C_STOP（void）
 
{
 
    GPIOB11 = Low;
 
    GPIOB12 = High;
 
    Delay();
 
    GPIOB11 = High;
 
}

同样，我们可以按照波形完成读/写一个字节的函数，再进一步封装完成更为复杂的功能（发送指令等等）

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。

主要对比：

1.硬件IIC用法比较复杂，模拟IIC的流程更清楚一些。

2.硬件IIC速度比模拟快，并且可以用DMA

3.模拟IIC可以在任何管脚上，而硬件只能在固定管脚上。

二、通过AHT20采集温湿度

1. AHT20芯片信息

官方产品介绍文档：http://www.aosong.com/class-36.html

2. 代码准备：

可以在这里下载：GitHub下载

main.c

int main(void)
{	
	delay_init();     	  
	uart_init(115200);	 
	IIC_Init();
		while(1)
	{
		printf("温度湿度显示");
		read_AHT20_once();
		delay_ms(1500);
  }
}

`

main函数中的read_AHT20_once函数:

void  read_AHT20_once(void)
{
	delay_ms(10);

	reset_AHT20();//重置AHT20芯片
	delay_ms(10);

	init_AHT20();//初始化AHT20芯片
	delay_ms(10);

	startMeasure_AHT20();//初始化AHT20芯片
	delay_ms(80);

	read_AHT20();//读取AHT20采集的到的数据
	delay_ms(5);
}

read_AHT20函数：

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("lyy");

	}
	printf("\r\n");
	printf("温度:%d%d.%d",T1/100,(T1/10)%10,T1%10);
	printf("湿度:%d%d.%d",H1/100,(H1/10)%10,H1%10);
	printf("\r\n");
}