AHT20温湿度传感器的数据采集

本文介绍了基于I2C协议的AHT20温湿度传感器数据采集过程。详细讲解了I2C协议的工作原理,包括总线结构、设备寻址方式以及数据传输方向。接着,展示了如何每2秒采集一次温湿度数据并利用串口发送到上位机。最后,通过实验结果验证了数据采集的正确性。

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基于I2C硬件协议的AHT20温湿度传感器的数据采集

1.首先介绍一下I2C协议
I2C是由 Phiilps提出的,目前被广泛应用在系统内多个IC间的通讯。
I2C物理层如下图所示在这里插入图片描述
I2C是一个能够支持多个设备的总线,包含一条双向串行数据线SDA,一条串行时钟线SCL。每个连接到总线的设备都有一个独立的地址,主机可以通过该地址来访问不同设备。主机通过SDA线发送设备地址(SLAVE_ADDRESS)查找从机,SLAVE_ADDRESS可以是7位或10位,紧跟着SLAVE_ADDRESS的一个数据位用来表示数据传输方向,即第8位或11位。为0时表示写数据,为1时表示读数据。
2.协议层
I2C 的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地 址广播等环节。

温湿度传感器的数据采集

运行代码满足
(1)每隔2秒钟采集一次温湿度数据
(2)并通过串口发送到上位机(win10)
代码如下:
#include “led.h”
#include “delay.h”
#include “temhum.h”
#include “sys.h”
#include “usart.h”

int main(void)
{
u32 CT_data[2]={0};
volatile float hum=0,tem=0;

de
AHT20是一款数字温湿度传感器,它能够提供精确的温度和相对湿度测量值,并通过I²C接口与主控设备通信。对于在FPGA上编写采集代码来说,首先需要理解如何配置和读取该传感器的数据。 ### FPGA实现AHT20数据采集的基本步骤 1. **初始化** - 启动AHT20之前需先发送一次复位命令给器件。 - 然后检查校准状态寄存器(Calibration Status Register),确认是否已完成自检及内部存储参数加载过程。 2. **触发转换** - 当准备好开始采样时,向AHT20发出启动测量指令(Start Measurement Command),这将导致其进入忙碌模式(busy mode)并准备进行环境条件检测。 3. **等待完成** - 主控制器应当轮询忙旗(Busy Flag)直到变为低电平表示本次测得的结果已经就绪可以被主机获取了。 4. **读取结果** - 数据传输格式通常包括三个字节:第一个代表温度整数部分;第二个是小数点后的第一位以及湿度信息的一部分;第三个则是剩下未完的部分加上CRC8检验码用于保证通讯质量良好无误。 5. **解析计算** - 接收到原始数值之后按照官方提供的公式将其转化为实际意义上的物理量(℃/%RH). 6. **循环操作** - 设置好定时任务或事件驱动机制定期重复上述流程即可持续监控周围状况变化情况. 为了帮助你更深入地了解具体的编码细节,在VHDL或Verilog等硬件描述语言里,你需要利用有限状态机(FSM)模型来管理整个交互序列,并确保所有动作都严格按照时间顺序执行。同时还需要设计适当的缓冲区来保存中间变量并且处理可能出现的各种异常情形如超时错误、ACK丢失等问题。 以下是基于以上原理的一个简化版伪代码示例: ```vhdl process (clk) begin if rising_edge(clk) then case state is when INIT => -- 发送复位命令... if Calibration_Done = '1' then next_state <= TRIGGER; end if; when TRIGGER => -- 触发测量... if Busy_Low = '1' then next_state <= READ_DATA; end if; when READ_DATA => -- 从AHT20读回六字节有效负载 + CRC.. Data_Buffer := Read_IIC(); Calculate_Temp_Humidity(Data_Buffer); next_state <= FINISH; when others => null; -- 其他状态保留. end case; end if; end process; ``` 请注意这只是非常基础的概念展示而不是可以直接使用的完整项目文件!具体实现还需结合所选用的具体型号及其特性进一步完善优化程序结构。
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