【STM32】RTT-Studio中HAL库开发教程六：IIC通信--GZP6877D气压传感器

news2024/9/25 19:22:52

文章目录

    • 一、简介
    • 二、寄存器操作
    • 三、硬件IIC通信
    • 四、模拟IIC通信
    • 五、测试验证

一、简介

  GZP6877D 型压力传感器采用 SOP6 封装形式，倒钩管的设计可以保证安装的密封性。内有封装的压力传感器与信号调理芯片，对传感器的偏移、灵敏度、温漂和非线性进行数字补偿。采用 24 位 ADC，并且调理芯片内置温度传感器，可以输出高精度的压力值和温度值。同时提供 IIC 通讯协议接口，抗干扰能力强。所有测量数据都经过充分校准和温度补偿。

  • 测量范围-100kPa…0～0.5kPa…1000kPa
  • 表压型、气嘴带防脱结构
  • 电源电压: 2.5V～5.5V
  • 适用于无腐蚀性的气体
  • IIC 输出

  I2C 总线使用 SCL 和 SDA 作为信号线，这两根线都通过上拉电阻（典型值 4.7K）连接到 VDD，不通信时都保持为高电平。I2C 设备地址为 0x6D。
  GZP6877D芯片数据手册：https://atta.szlcsc.com/upload/public/pdf

二、寄存器操作

1.寄存器描述
（1）Reg0x06—Reg0x08：压力数据寄存器

（2）Reg0x09—Reg0x0A：温度数据寄存器

（3）Reg0x30：测量命令寄存器
  Bit：<2:0>
   000：单次温度采集模式。
   001：单次传感器压力信号采集模式。（使用此模式之前需要先读取温度，以获取温度校准系数，否则读数不准）
   010：组合采集模式（一次温度采集后立即进行一次传感器压力信号采集）。
   011,休眠工作模式（定期的执行一次组合采集模式，间隔时间由‘sleep_time’决定）
  Sco:<3>：数据采集完成标志位。1–开始数据采集；0–采集结束（休眠工作模式除外）。
  Sleep_time<7:4>：0001:62.5ms, 0010:125ms … 1111: 1s, 0000:无意义。(仅在休眠工作模式下有效)

（4）Reg0xA5：
  Aout_config<7:4>:模拟输出配置（建议保留默认配置）
  LDO_config：内部 LDO 配置。0，配置成 1.8V；1，配置成 3.6V
  Unipolar：0，ADC 原始数据以有符号数格式输出；1: ADC 原始数据以无符号格式输出。
  Data_out_control：0，输出校准数据；1，输出 ADC 原始数据（默认配置为 0）
  Diag_on：0,关闭诊断功能；1,开启诊断功能（默认开启）

（5）Reg0xA6
  Input Swap:在传感器内部交换差分信号极性。
  Gain_P<5:3>:采集传感器信号时 PGA 增益，000:增益=1X。001:增益=2X。010:增益=4X。011:增益=8X。100: 增益=16X。101:增益=32X。110: 增益=64X。111:增益=128X。
  OSR_P<2:0>:采集传感器信号时的过采样，000:1024X, 001:2048X, 010:4096X, 011:8192X,100:256X, 101:512X,110:16384X, 111:32768X。
在这里插入图片描述

2.工作模式说明
（1）组合数据采集模式：设置‘measurement_control’=010 和‘sco’=1 进入组合数据采集模式。
  芯片上电后先后进行一次温度数据采集和一次传感器数据采集，完成后回到待机模式，并自动将‘sco’置 0。在组合采集模式下，“Data_out_control”寄存器必须设置为 0，校准后的温度数据储存在 0x09~0x0A 寄存器，压力数据储存在 0x06~0x08 寄存器。

组合模式读取数据按照如下指令顺序进行操作：

  • 发送指令 0x0A 到 0x30 寄存器进行一次温度采集，一次压力数据采集。
  • 读取 0x30 寄存器地址，若Sco位为0代表采集结束，可以读取数据。或等待延迟10ms。
  • 读取 0x06、0x07、0x08 三个寄存器地址数据构成 24 位 AD 值（压力数据 AD 值），读取 0x09、0x0A 两个寄存器地址数据构成 16 位 AD 值（温度数据 AD 值）
  • 按以下公式换算成实际压力、温度值。

（2）休眠数据采集模式
  设置‘measurement_control’=011 和‘sco’=1 进入休眠数据采集模式。芯片上电后，以一定的时间间隔进行一次温度数据采集和一次传感器数据采集，间隔时间由’sleep_time’ 设置，范围为 62.5ms 到 1s。除非手动将‘sco’置 0，不然不会停止采集。在休眠数据采集模式下‘Data_out_control’必须设置为 0，校准后的温度数据储存在 0x09~0x0A 寄存器，压力数据储存在 0x06~0x08 寄存器。

3.温度和压力值换算公式
（1）最高位为“0”代表正压/正温度：
  压力：Pressure = Pressure_ ADC / k
  温度：Temperature = Temp_ ADC / 256

（2）最高位为“1”代表负压/负温度：
  压力：Pressure = (Pressure_ADC - 16777216) / k
  温度：Temperature = (Temp_ADC - 65536) / 256

PS：传感器校准后的输出可视为当前实际压力值（±1%Span）；传感器校准后的输出：单位 Pa（默认），若要显示其他单位，可在换算公式里输入相应的系数进行换算；
关于上述压力 ADC 换算公式中 k 值的选取可参照下表：
在这里插入图片描述
  量程 P 为测量区间的最大值，比如，测量-30~80kpa，P=80kpa，k 值为 64。

三、硬件IIC通信

一般硬件IIC的通信速率更快，更简单，大部分可以选择使用硬件IIC，如果由于硬件IIC不够使用，可以使用软件IIC进行替代。

1.初始化配置
（1）需要先打开图形界面配置的I2C驱动：
在这里插入图片描述

（2）在board.h中添加一下代码进行初始化。

/** if you want to use i2c bus(soft simulate) you can use the following instructions.
 *
 * STEP 1, open i2c driver framework(soft simulate) support in the RT-Thread Settings file
 *
 * STEP 2, define macro related to the i2c bus
 *                 such as     #define BSP_USING_I2C1
 *
 * STEP 3, according to the corresponding pin of i2c port, modify the related i2c port and pin information
 *                 such as     #define BSP_I2C1_SCL_PIN    GET_PIN(port, pin)   ->   GET_PIN(C, 11)
 *                             #define BSP_I2C1_SDA_PIN    GET_PIN(port, pin)   ->   GET_PIN(C, 12)
 */

/*#define BSP_USING_I2C1*/
#ifdef BSP_USING_I2C1
#define BSP_I2C1_SCL_PIN    GET_PIN(port, pin)
#define BSP_I2C1_SDA_PIN    GET_PIN(port, pin)
#endif

#define BSP_USING_I2C2
#ifdef BSP_USING_I2C2
#define BSP_I2C2_SCL_PIN    GET_PIN(F, 1)
#define BSP_I2C2_SDA_PIN    GET_PIN(F, 0)
#endif

（3）在board.c中添加：void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* hi2c)来初始化IIC。

void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* hi2c)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    if (hi2c->Instance == I2C2)
    {
        __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
        /**I2C2 GPIO Configuration
         PF0     ------> I2C2_SDA
         PF1     ------> I2C2_SCL
         */
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
        GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C2;
        HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);

        /* Peripheral clock enable */
        __HAL_RCC_I2C2_CLK_ENABLE();
    }
}

（4）在是他们2fxxx_hal_conf.h中添加如下的宏定义
在这里插入图片描述

（5）GZP6877.h文件

#ifndef APPLICATIONS_GZP6877_H_
#define APPLICATIONS_GZP6877_H_

#include <drv_common.h>
#include <stdio.h>

/**====================================================###### 宏定义 ######==================================================*/
#define GZP6877_WRITE_BIT           0x00        // 硬件I2C写标志
#define GZP6877_READ_BIT            0x01        // 硬件I2C读标志

#define GZP6877_SLAVE_ADDR          0x6D        // 设备地址
#define GZP6877_WRITE_ADDR          ((GZP6877_SLAVE_ADDR << 1) | GZP6877_WRITE_BIT)
#define GZP6877_READ_ADDR           ((GZP6877_SLAVE_ADDR << 1) | GZP6877_READ_BIT)

#define GZP6877_DATA_MSB_ADDR       0x06        // 气压高地址
#define GZP6877_DATA_CSB_ADDR       0x07        // 气压中地址
#define GZP6877_DATA_LSB_ADDR       0x08        // 气压低地址
#define GZP6877_TEMP_MSB_ADDR       0x09        // 温度高地址
#define GZP6877_TEMP_LSB_ADDR       0x0A        // 温度低地址
#define GZP6877_CMD_ADDR            0x30        // 测量命令寄存器

#define GZP6877_ONE_TEMP_CMD        0x08        // 单次温度采集模式
#define GZP6877_ONE_PRESS_CMD       0x09        // 单次采集传感器压力信号
#define GZP6877_COMBINED_COM        0x0A        // 组合采集模式

#define GZP6877_PRE_LIMIT           8388606     // 气压界限
#define GZP6877_PRE_ADJUST          16777216    // 气压校准值
#define GZP6877_K_VALUE             8           // 气压K值
#define GZP6877_TEMP_LIMIT          32768       // 温度界限
#define GZP6877_TEMP_ADJUST         65536       // 温度校准值
#define GZP6877_TEMP_K              256         // 温度K值

I2C_HandleTypeDef hi2c2;

extern void GZP6877_I2C2_Init(void);
extern void GZP6859D_ReadSingleModePressureData(uint32_t *pPressure);
extern void GZP6859D_ReadSingleModeTempData(float *pTemperature);
extern void GZP6859D_ReadCombinedModeData(float *pTemperature, uint32_t *pPressure);
/**====================================================#######  END  #######=================================================*/

#endif /* APPLICATIONS_GZP6877_H_ */

（6）GZP6877.c文件

#include "GZP6877.h"

/**
 * @breif GZP6877的I2C初始化
 */
void GZP6877_I2C2_Init(void)
{
    hi2c2.Instance = I2C2;
    hi2c2.Init.ClockSpeed = 100000;
    hi2c2.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
    hi2c2.Init.OwnAddress1 = 0;
    hi2c2.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    hi2c2.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    hi2c2.Init.OwnAddress2 = 0;
    hi2c2.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    hi2c2.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
    if (HAL_I2C_Init(&hi2c2) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }
}

/**
 * @brief 单次模式读取压力数据
 * @param pPressure -[out] 压力值，单位为Pa
 */
void GZP6859D_ReadSingleModePressureData(uint32_t *pPressure)
{
    uint8_t cmd = GZP6877_ONE_PRESS_CMD;
    uint8_t result = 0;
    uint8_t pressArr[3] = {0};
    uint32_t press = 0;

    // 进行单次传感器压力信号采集模式
    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, GZP6877_WRITE_ADDR, GZP6877_CMD_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &cmd, 1, 10);

    // 采集结束
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_CMD_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &result, 1, 10);
    rt_kprintf("result:0x%02X  ", result);

    // 获取压力数据AD值
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_DATA_MSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &pressArr[0], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", pressArr[0]);
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_DATA_CSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &pressArr[1], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", pressArr[1]);
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_DATA_LSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &pressArr[2], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", pressArr[2]);

    // 压力计算公式
    press = ((pressArr[0] << 16) + (pressArr[1] << 8) + pressArr[2]);
    if (press > GZP6877_PRE_LIMIT)
    {
        press = press - GZP6877_PRE_ADJUST;
    }
    // 单位为Pa
    press = press / GZP6877_K_VALUE;
    *pPressure = press;
    rt_kprintf("press:%d Pa\r\n", press);
}

/**
 * @brief 单次模式读取温度数据
 * @param pTemperature -[out] 温度值，单位为℃
 */
void GZP6859D_ReadSingleModeTempData(float *pTemperature)
{
    uint8_t cmd = GZP6877_ONE_TEMP_CMD;
    uint8_t result = 0;
    uint8_t tempArr[3] = {0};
    float temp = 0;

    // 进行单次传感器温度信号采集模式
    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, GZP6877_WRITE_ADDR, GZP6877_CMD_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &cmd, 1, 10);

    // 采集结束
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_CMD_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &result, 1, 10);
    rt_kprintf("result:0x%02X  ", result);

    // 获取温度数据AD值
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_TEMP_MSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &tempArr[0], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", tempArr[0]);
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_TEMP_LSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &tempArr[1], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", tempArr[1]);

    // 温度计算公式
    temp = ((tempArr[0] << 8) + tempArr[1]);
    if (temp > GZP6877_TEMP_LIMIT)
    {
        temp = temp - GZP6877_TEMP_ADJUST;
    }
    // 单位为℃
    temp = temp / GZP6877_TEMP_K;
    *pTemperature = temp;
    printf("temp:%.2f C\r\n", temp);
}

/**
 * @brief 组合模式读取数据
 * @param pTemperature -[out] 温度值
 * @param pPressure -[out] 压力值
 */
void GZP6859D_ReadCombinedModeData(float *pTemperature, uint32_t *pPressure)
{
    uint8_t cmd = GZP6877_COMBINED_COM;
    uint8_t result = 0;
    uint8_t tempArr[4] = {0};
    float temp = 0;
    uint8_t pressArr[4] = {0};
    uint32_t press = 0;

    // 进行组合模式读取数据
    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, GZP6877_WRITE_ADDR, GZP6877_SLAVE_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &cmd, 1, 10);

    // 采集结束
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_SLAVE_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &result, 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", result);

    // 获取温度数据AD值
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_TEMP_MSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &tempArr[0], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", tempArr[0]);
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_TEMP_LSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &tempArr[1], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", tempArr[1]);

    // 温度计算公式
    temp = ((tempArr[0] << 8) + tempArr[1]);
    if (temp > GZP6877_TEMP_LIMIT)
    {
        temp = temp - GZP6877_TEMP_ADJUST;
    }
    // 单位为℃
    temp = temp / GZP6877_TEMP_K;
    *pTemperature = temp;
    printf("temp:%.2f C\r\n", temp);

    // 获取压力数据AD值
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_DATA_MSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &pressArr[0], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", pressArr[0]);
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_DATA_CSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &pressArr[1], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", pressArr[1]);
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, GZP6877_READ_ADDR, GZP6877_DATA_LSB_ADDR, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &pressArr[2], 1, 10);
    rt_kprintf("0x%02X  ", pressArr[2]);

    // 压力计算公式
    press = ((pressArr[0] << 16) + (pressArr[1] << 8) + pressArr[2]);
    if (press > GZP6877_PRE_LIMIT)
    {
        press = press - GZP6877_PRE_ADJUST;
    }
    // 单位为Pa
    press = press / GZP6877_K_VALUE;
    *pPressure = press;
    rt_kprintf("press:%d Pa\r\n", press);
}

（7）main.c

#include <rtthread.h>
#include <drv_common.h>
#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>
#include "GZP6877.h"

int main(void)
{
    int count = 1;

    GZP6877_I2C2_Init();

    float temperature;
    uint32_t pressure;
    GZP6859D_ReadCombinedModeData(&temperature, &pressure);  //先以组合模式读取温度，以获取温度校准系数，否则读数不准

    while (count)
    {
        GZP6859D_ReadSingleModePressureData(&pressure);
        GZP6859D_ReadSingleModeTempData(&temperature);
        printf("P:%d Pa T:%.2f C\r\n", pressure, temperature);
        rt_thread_mdelay(1000);
    }

    return RT_EOK;
}

四、模拟IIC通信

1.gzp6877.c文件

#include "gzp6877d.h"

/*======================================================### 静态函数调用 ###==================================================*/
/**
 * @brief IIC的us延时函数
 * @param us: 延时时间
 */
static void IIC_Delay_us(rt_uint32_t us)
{
    rt_hw_us_delay(us);
}

/**
 * @brief IIC的起始信号
 */
static void IIC_Start(void)
{
    GZP6877_SDA_OUT_MODE;
    GZP6877_SDA_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SCL_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SDA_LOW;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SCL_LOW;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
}

/**
 * @brief IIC的停止信号
 */
static void IIC_Stop(void)
{
    GZP6877_SDA_OUT_MODE;
    GZP6877_SDA_LOW;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SCL_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SDA_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
}

/**
 * @brief  IIC等待应答
 * @return 1：等待超时   0：得到应答
 */
static uint8_t IIC_Wait_ACK(void)
{
    uint8_t outTime = 0;

    GZP6877_SDA_INPUT_MODE;
    GZP6877_SDA_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SCL_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    while (rt_pin_read(GZP6877_SDA_PIN))
    {
        outTime++;
        if (outTime >= ACK_OUT_TIME)
        {
            IIC_Stop();
            return RT_ERROR;
        }
    }

    GZP6877_SCL_LOW;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);

    return RT_EOK;
}

/**
 * @brief 没有超时时间的应答函数
 */
void IIC_ACK(void)
{
    GZP6877_SCL_LOW;
    GZP6877_SDA_OUT_MODE;
    GZP6877_SDA_LOW;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SCL_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SCL_LOW;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SDA_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
}

/**
 * @brief IIC无应答
 */
void IIC_NACK(void)
{
    GZP6877_SCL_LOW;
    GZP6877_SDA_OUT_MODE;
    GZP6877_SDA_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SCL_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SCL_LOW;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
}

/**
 * @brief IIC发送一个字节数据
 */
static void IIC_Send_Byte(uint8_t data)
{
    GZP6877_SDA_OUT_MODE;
    GZP6877_SCL_LOW;

    for (int i = 0; i < 8; ++i)
    {
        if (data & (0x01 << (7 - i)))
        {
            GZP6877_SDA_HIGH;
        }
        else
        {
            GZP6877_SDA_LOW;
        }

        IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
        GZP6877_SCL_HIGH;
        IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
        GZP6877_SCL_LOW;
        IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    }

    GZP6877_SCL_LOW;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
    GZP6877_SDA_HIGH;
    IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
}

/**
 * @brief 接收一个字节的数据
 * @return 返回接收到的数据
 */
static uint8_t IIC_Read_Byte(void)
{
    uint8_t recv = 0;

    GZP6877_SDA_INPUT_MODE;
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
    {
        GZP6877_SCL_LOW;
        IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME);
        GZP6877_SCL_HIGH;
        IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME / 2);

        recv <<= 1;
        if (rt_pin_read(GZP6877_SDA_PIN))
        {
            recv++;
        }
        IIC_Delay_us(IIC_DELAY_TIME / 2);
    }
    GZP6877_SDA_HIGH;

    return recv;
}

/**
 * @brief GZP6877写入一个字节的数据
 * @return 1: 异常     0：读取正常
 */
static uint8_t GZP6877_Write_One_Byte(uint8_t address, uint8_t data)
{
    uint8_t ack;

    IIC_Start();
    IIC_Send_Byte(GZP6877_WRITE_ADDR);
    ack = IIC_Wait_ACK();
    if (ack == RT_ERROR)
    {
        return RT_ERROR;
    }

    IIC_Send_Byte(address);
    ack = IIC_Wait_ACK();
    if (ack == RT_ERROR)
    {
        return RT_ERROR;
    }

    IIC_Send_Byte(data);
    IIC_Wait_ACK();
    if (ack == RT_ERROR)
    {
        return RT_ERROR;
    }
    IIC_Stop();

    return RT_EOK;
}

/**
 * @brief GZP6877读一个字节的数据
 * @param address：读书数据的地址
 * @return 0：应答错误
 */
static uint8_t GZP6877_Read_One_Byte(uint8_t address)
{
    uint8_t data, ack;

    IIC_Start();
    IIC_Send_Byte(GZP6877_WRITE_ADDR);
    ack = IIC_Wait_ACK();
    if (ack != RT_EOK)
    {
        return 0;
    }

    IIC_Send_Byte(address);
    ack = IIC_Wait_ACK();
    if (ack != RT_EOK)
    {
        return 0;
    }

    IIC_Start();
    IIC_Send_Byte(GZP6877_READ_ADDR);
    ack = IIC_Wait_ACK();
    if (ack != RT_EOK)
    {
        return 0;
    }

    data = IIC_Read_Byte();
    IIC_Stop();

    return data;
}
/*=====================================================#######  END  #######=================================================*/

/*======================================================##### 外部调用 #####==================================================*/
/**
 * @brief IIC的GPIO引脚初始化
 */
void GZP6877_GPIO_Init(void)
{
    GZP6877_SDA_OUT_MODE;
    GZP6877_SCL_OUT_MODE;
    GZP6877_SDA_HIGH;
    GZP6877_SCL_HIGH;
}

/**
 * @brief GZP6877模块等待可读压力和温度
 * @return 0:可读  1:不可读
 */
uint8_t GZP6877_Wait(void)
{
    uint8_t ack, data, status;
    ack = GZP6877_Write_One_Byte(GZP6877_CMD_ADDR, GZP6877_COM);
    if (ack)
    {
        return RT_ERROR;
    }

    data = GZP6877_Read_One_Byte(GZP6877_CMD_ADDR);
    if (!data)
    {
        return RT_ERROR;
    }

    status = data & 0x08;
    if (status)
    {
        rt_thread_delay(20);
    }

    return 0;
}

/**
 * @brief GZP6877模块读取压力
 * @return 返回气压值
 */
int GZP6877_Read_Pressure(void)
{
    int pressure = 0;
    uint8_t pressure_H, pressure_M, pressure_L;

    pressure_H = GZP6877_Read_One_Byte(GZP6877_DATA_HSB_ADDR);
    pressure_M = GZP6877_Read_One_Byte(GZP6877_DATA_MSB_ADDR);
    pressure_L = GZP6877_Read_One_Byte(GZP6877_DATA_LSB_ADDR);

    pressure |= (int)pressure_H << 16;
    pressure |= (int)pressure_M << 8;
    pressure |= (int)pressure_L << 0;

    /* 超过 8388606(0x800000) 为负压值 */
    if (pressure > GZP6877_PRE_LIMIT)
    {
        pressure = (pressure - GZP6877_PRE_ADJUST) / GZP6877_PRE_K;
    }
    else
    {
        pressure /= GZP6877_PRE_K;
    }

    return pressure;
}

/**
 * @brief GZP6877模块读取温度
 * @return 返回温度值
 */
float GZP6877_Read_Temperature(void)
{
    uint8_t temp_H, temp_L;
    float temp = 0;

    temp_H = GZP6877_Read_One_Byte(GZP6877_TEMP_MSB_ADDR);
    temp_L = GZP6877_Read_One_Byte(GZP6877_TEMP_LSB_ADDR);

    temp = (float)(temp_H << 8) + (float)(temp_L << 0);

    if (temp > GZP6877_TEMP_LIMIT)
    {
        temp = (temp - GZP6877_TEMP_ADJUST) / GZP6877_TEMP_K;
    }
    else
    {
        temp /= GZP6877_TEMP_K;
    }

    return temp;
}

/**
 * @brief 打印气压和温度
 */
void GZP6877_Read_Data(void)
{
    int pres = 0;
    float temp = 0;

    pres = GZP6877_Read_Pressure();
    temp = GZP6877_Read_Temperature();

    printf("pres: %d Pa,  temp: %.3f C\n", pres, temp);
}
/*=====================================================#######  END  #######=================================================*/

2.gzp6877.h文件

#ifndef APPLICATIONS_GZP6877D_H_
#define APPLICATIONS_GZP6877D_H_

#include <rtthread.h>
#include <drv_common.h>

/**=====================================================###### 宏定义 ######==================================================*/
#define GZP6877_WRITE_BIT       0x00            // 硬件I2C写标志
#define GZP6877_READ_BIT        0x01            // 硬件I2C读标志

#define GZP6877_SLAVE_ADDR      0x6D            // 设备地址
#define GZP6877_WRITE_ADDR      ((GZP6877_SLAVE_ADDR << 1) | GZP6877_WRITE_BIT)
#define GZP6877_READ_ADDR       ((GZP6877_SLAVE_ADDR << 1) | GZP6877_READ_BIT)

#define GZP6877_COM             0x0A            // 测量一次数据指令
#define GZP6877_DATA_HSB_ADDR   0x06            // 气压高地址
#define GZP6877_DATA_MSB_ADDR   0x07            // 气压中地址
#define GZP6877_DATA_LSB_ADDR   0x08            // 气压低地址
#define GZP6877_TEMP_MSB_ADDR   0x09            // 温度高地址
#define GZP6877_TEMP_LSB_ADDR   0x0A            // 温度低地址
#define GZP6877_CMD_ADDR        0x30            // 测量命令寄存器

#define GZP6877_PRE_LIMIT       8388606         // 气压界限
#define GZP6877_PRE_ADJUST      16777216        // 气压校准值
#define GZP6877_PRE_K           8               // 气压K值
#define GZP6877_TEMP_LIMIT      32786           // 温度界限
#define GZP6877_TEMP_ADJUST     65536           // 温度校准值
#define GZP6877_TEMP_K          256             // 温度K值

#define IIC_DELAY_TIME          60              // IIC延时时间
#define ACK_OUT_TIME            250             // 应答信号超时时间

#define GZP6877_SDA_PIN         GET_PIN(F, 0)   // PF0数据总线
#define GZP6877_SCL_PIN         GET_PIN(F, 1)   // PF1时钟总线

#define GZP6877_SCL_OUT_MODE    rt_pin_mode(GZP6877_SCL_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);  // SCL输出模式

#define GZP6877_SDA_OUT_MODE    rt_pin_mode(GZP6877_SDA_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);  // SDA输出模式
#define GZP6877_SDA_INPUT_MODE  rt_pin_mode(GZP6877_SDA_PIN, PIN_MODE_INPUT);   // SDA输出模式

#define GZP6877_SDA_HIGH        rt_pin_write(GZP6877_SDA_PIN, PIN_HIGH);        // 设置SDA为高
#define GZP6877_SDA_LOW         rt_pin_write(GZP6877_SDA_PIN, PIN_LOW);         // 设置SDA为高

#define GZP6877_SCL_HIGH        rt_pin_write(GZP6877_SCL_PIN, PIN_HIGH);        // 设置SCL为高
#define GZP6877_SCL_LOW         rt_pin_write(GZP6877_SCL_PIN, PIN_LOW);         // 设置SCL为高
/**====================================================#######  END  #######=================================================*/

/**==================================================##### 函数及变量声明 #####===============================================*/
extern void GZP6877_GPIO_Init(void);                // IIC的GPIO引脚初始化
extern uint8_t GZP6877_Wait(void);                  // GZP6877模块等待可读压力和温度
extern int GZP6877_Read_Pressure(void);             // GZP6877模块读取压力
extern float GZP6877_Read_Temperature(void);       // GZP6877模块读取温度
extern void GZP6877_Read_Data(void);                // 打印气压和温度
/**====================================================#######  END  #######=================================================*/

#endif /* APPLICATIONS_GZP6877D_H_ */

3.main.c

#include <rtthread.h>

#define DBG_TAG "main"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

#include "gzp6877d.h"

int main(void)
{
    int count = 1;
    GZP6877_GPIO_Init();

    while (count)
    {
        if (GZP6877_Wait())
        {
            continue;
        }

        GZP6877_Read_Data();

        rt_thread_mdelay(500);
    }

    return RT_EOK;
}

五、测试验证

  通过软件IIC和硬件IIC进行通信，都可以实现温度和气压的读取，实现的效果如下所示：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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