7-I2C与AHT20温湿度传感器

news2024/11/25 4:55:55

I2C与AHT20温湿度传感器

嵌入式领域另一种常见的通信IIC通信，并用其与AHT20传感器进行交互，获取房间的温度与湿度。

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I2C有一条用于传递数据的数据线称为SDA（Serial Data），另一条是用于提供同步时钟脉冲的时钟线SCL（Serical clock）。SDA可以双向通信，但同一时刻只允许一段发送信号。

而串口的两根数据线TX-RX 和 RX-TX 为全双工通信，可以同时进行双向通信。

为了避免冲突，I2C采用了主从模式，一台为主机，另一台（或多台）为从机

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只能由主机发起通信，从机才能根据主机的指令回复相应的信息。一问一答

或者与多台从机交互

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这种总线协议，只需要在发送数据时带有目标地址的数据，相应地址的设备才会回应，其他设备则选择性“失聪”

IIC 采用同步通信，第二根线，SCL 保证

在而串口采用异步通信，没有SCL线,通信的双方都是基于各自的时钟，好处是比较便捷，其缺点就是通信的双方必须保证各自的系统时钟系统是精确的。若一方有问题，就会不知所云。

I2C1上有两个传感器：AHT20以及OLED

点击可查看具体过程

开始编码

1.新建文件

取名iic，将USART2打开用于串口接收数据，在图形界面 Connectivity -> I2C1 -> 配置为标准的I2C模式参数保持默认

Project mange -> Code Generator (代码生成器) -> 勾选 Generate peripheral initializationxxxx of ‘.c/.h’ filesXXX 为每一个外设生成一对.c/.h文件就可以在其他文件中include 相应的头文件，就能拿到huart2 或者 hi2c1这类外设操作句柄了

保存后，代码多生成了

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2.自定义AHT20的.c/.h文件

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在aht20.h中

#include "i2c.h"

在aht20.c中

#include "aht20.h"

就可以引用串口，I2C的相关变量。

根据温湿度手册初始化AHT20

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1.上电后需要等待40ms

2.先向ATH20发送0x71 , aht20回返回1字节的状态信息。并判断此状态信息的第三位是否为1，是1才进行后面的操作，如果不是，则要发送0xBE命令（初始化），此命令参数有两个字节，第一个字节为0x08,第二个字节为0x00

0x71 是AHT20作为IIC从机的地址 AHT20_ADDRESS

IIC通信一般使用7位地址码，但发送时都是发送一字节即，8位，所以规定从机地址要向左移一位，左边补0还是1，则取决于如果主机发起通信的目的是为了设置（写）从机那这一位为0，如果发起通信的目的是为了从从机读取数据，那这一位则为1，HAL对于0x70还是0x71的设置，相关函数会自动帮我们处理。一般默认说0

AHT20的地址码为0111000，但需要发送的数据地址为0x70

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I2C通信指令：

I2C接收函数

HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, AHT20_ADDRESS , &readBuffer, 3, HAL_MAX_DELAY);

参数说明

1.外设操作句柄的指针

2.读取的从机地址

3.用于接收数据的地址

4.读取的长度

5.设置超时时间。

I2C发送函数

HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, AHT20_ADDRESS , &readBuffer, 3, HAL_MAX_DELAY);

参数说明：

1.外设操作句柄的指针

2.发送到的从机地址

3.发送的数据指针

4.发送的长度

5.设置超时时间。

根据说明

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在aht20.c中编写代码

#include"aht20.h"

#define AHT20_ADDRESS 0x70

void AHT20_Init(){
    uint8_t readBuffer;
	HAL_Delay(40);  //①
	
	HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, AHT20_ADDRESS , &readBuffer, 1 , HAL_MAX_DELAY);  //②
	
	if ((readBuffer  &  0x08) == 0x00) {   //③
		uint8_t sendBuffer[3] = { 0xBE , 0x08 , 0x00 };  //④
		HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c, AHT20_ADDRESS, sendBuffer, 3, HAL_MAX_DELAY); //④
	}
	
}

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void AHT20_Read(float *Temperature, float *Humidty){   //读取温湿度并返回
    uint8_t sendBuffer[3] = {0xAC,0x33,0x00};   //①

    HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, AHT20_ADDRESS, sendBuffer, 3, HAL_MAX_DELAY);  //②

    HAL_Delay(75);   //③

    uint8_t readBuffer[6];
    HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, AHT20_ADDRESS , readBuffer, 6 , HAL_MAX_DELAY); //⑤
    if( (readBuffer[0] & 0x80 ) == 0x00) {
    	//计算
    	uint32_t data = 0;
    	data  = ((uint32_t)readBuffer[3]>>4)+((uint32_t)readBuffer[2]  << 4) + ((uint32_t)readBuffer[1]<<12);
    	*Humidty = data * 100.0f / (1<<20);


    	data = (((uint32_t)readBuffer[3]  &  0x0f )<<16 )  +   ((uint32_t)readBuffer[4]  << 8) + ((uint32_t)readBuffer[5]);
    	*Temperature = data *  200.0f/(1<<20) - 50;
	}

温湿度拼接以及计算公式

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接着在aht20.h中声明

void AHT20_Init();
void AHT20_Read(float *Temperature,float *Humidity);

在main.c中：

#include "aht20.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
//其他代码
//||||||
//其他代码 
/* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  AHT20_Init();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
	  float temperature;
	  	float humidity;
	  	AHT20_Read(&temperature, &humidity);
	  	char message[50];
	  	sprintf(message,"温度：%.1f\t 湿度：%.1f%%\t\r",temperature,humidity);

	  	HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)message, strlen(message), HAL_MAX_DELAY);
	  	HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}