STM32F1 & SHT3x温湿度模块
提示：以下程序是基于STM32F103和SHT3x系列硬件
一、STM32CubeMX工程配置
说明：本例程采用模拟IIC，所以需要把相应IO配置为推完输出，默认为高电平
二、程序&说明
1.模拟IIC程序
myiic.c
#include "myiic.h"
#include "delay.h"
//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{
SDA_OUT(); //sda线输出
IIC_SDA(1);
IIC_SCL(1);
delay_us(4);
IIC_SDA(0);//START:when CLK is high,DATA change form high to low
delay_us(4);
IIC_SCL(0);//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{
SDA_OUT();//sda线输出
IIC_SCL(0);
IIC_SDA(0);//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
delay_us(4);
IIC_SCL(1);
IIC_SDA(1);//发送I2C总线结束信号
delay_us(4);
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
// 0，接收应答成功
uint8_t IIC_Wait_Ack(void)
{
uint8_t ucErrTime=0;
SDA_IN(); //SDA设置为输入
IIC_SDA(1);delay_us(1);
IIC_SCL(1);delay_us(1);
while(READ_SDA)
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime>250)
{
IIC_Stop();
return 1;
}
}
IIC_SCL(0);//时钟输出0
return 0;
}
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SCL(0);
SDA_OUT();
IIC_SDA(0);
delay_us(2);
IIC_SCL(1);
delay_us(2);
IIC_SCL(0);
}
//不产生ACK应答
void IIC_NAck(void)
{
IIC_SCL(0);
SDA_OUT();
IIC_SDA(1);
delay_us(2);
IIC_SCL(1);
delay_us(2);
IIC_SCL(0);
}
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答
void IIC_Send_Byte(uint8_t txd)
{
uint8_t t;
SDA_OUT();
IIC_SCL(0);//拉低时钟开始数据传输
for(t=0;t<8;t++)
{
IIC_SDA((txd&0x80)>>7);
txd<<=1;
delay_us(2); //对TEA5767这三个延时都是必须的
IIC_SCL(1);
delay_us(2);
IIC_SCL(0);
delay_us(2);
}
}
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK
uint8_t IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,receive=0;
SDA_IN();//SDA设置为输入
for(i=0;i<8;i++ )
{
IIC_SCL(0);
delay_us(2);
IIC_SCL(1);
receive<<=1;
if(READ_SDA)receive++;
delay_us(1);
}
if (!ack)
IIC_NAck();//发送nACK
else
IIC_Ack(); //发送ACK
return receive;
}
myiic.h
#ifndef _MYIIC_H
#define _MYIIC_H
#include "delay.h"
#include "main.h"
//IO方向设置
#define SDA_IN() {GPIOB->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOB->CRH|=(uint32_t)8<<0;} //PB7输入模式
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOB->CRH|=(uint32_t)3<<0;} //PB7输出模式
//IO操作
#define IIC_SCL(n) (n ? HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET) : HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET)) //SCL
#define IIC_SDA(n) (n ? HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET) : HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET)) //SDA
#define READ_SDA HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_8) //输入SDA
//IIC所有操作函数
void IIC_Init(void); //初始化IIC的IO口(无需调用)
void IIC_Start(void); //发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void); //发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(uint8_t txd); //IIC发送一个字节
uint8_t IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
uint8_t IIC_Wait_Ack(void); //IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void); //IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void); //IIC不发送ACK信号
void IIC_Write_One_Byte(uint8_t daddr,uint8_t addr,uint8_t data);
uint8_t IIC_Read_One_Byte(uint8_t daddr,uint8_t addr);
#endif
以上底层是基于STM32F103，若要使用在STM32其他系列上请自行移植
提示：需要修改delay.h和delay.c文件，注意时序，并且更改myiic.h中的引脚配置，如下图（注：：F4和F1的IO方向设置寄存器不一样，请自行查看数据手册进行修改）
2，SHT3x底层
sht3x.c
#include "sht3x.h"
#include "myiic.h"
_TW data_process; //定义温湿度结构体
static void SHT3x_WriteCommand(uint16_t COMMAND); //SHT30命令写入
void SHT3x_Init(void) //SHT30初始化
{
IIC_Start();
IIC_Send_Byte(SHTx_Device_ADDR << 1 | Write_DATA); //写入地址和写命令
SHT3x_WriteCommand(PERI_HIGH_1_CMD); //设置为周期读取频率为1hz
IIC_Stop();
}
static void SHT3x_WriteCommand(uint16_t COMMAND) //SHT30命令写入
{
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(COMMAND >> 8); //传输高8位
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(COMMAND & 0xFF); //传输低8位
IIC_Wait_Ack();
}
void SHT3x_READ_TEMP_Humi(uint16_t *dat) //SHT3x读取数据
{
IIC_Start();
IIC_Send_Byte(SHTx_Device_ADDR << 1 | Write_DATA); //写入地址和写命令
SHT3x_WriteCommand(READOUT_FOR_PERIODIC_MODE); //读取周期测量寄存器中的值
//下面是开始读取数据，其中的指针dat存放结果，前三个存放温度值，后三个是湿度值，在前三个温度值里面，
//dat[0]是温度的高八位，dat[1]是低八位，dat[2]是CRC校验
IIC_Start();
IIC_Send_Byte(SHTx_Device_ADDR << 1 | Read_DATA); //写入地址和读命令
IIC_Wait_Ack();
//前五次读取都要发送ack信号，最后一次就不用发了。
dat[0] = IIC_Read_Byte(1); //温度的高八位
dat[1] = IIC_Read_Byte(1); //温度的低八位
dat[2] = IIC_Read_Byte(1); //温度的CRC位
dat[3] = IIC_Read_Byte(1); //湿度的高八位
dat[4] = IIC_Read_Byte(1); //湿度的低八位
dat[5] = IIC_Read_Byte(0); //湿度的CRC位
IIC_Stop();
}
/*
CRC校验函数(是确保通信过程中数据传输没问题的，没有缺少任何数据，
当我们接收到数据后，按照一定的方式计算一个crc校验码，
经过和提供的crc校验码进行比较，如果两个码一样，那么数据就是没问题的。)
*/
int CRC8_Compute(uint8_t *check_data, uint8_t num_of_data)
{
uint8_t bit; // bit mask
uint8_t crc = 0xFF; // calculated checksum
uint8_t byteCtr; // byte counter
// calculates 8-Bit checksum with given polynomial
for(byteCtr = 0; byteCtr < num_of_data; byteCtr++)
{
crc ^= (check_data[byteCtr]);
//crc校验，最高位是1就^0x31
for(bit = 8; bit > 0; --bit)
{
if(crc & 0x80)
crc = (crc << 1) ^ 0x31;
else
crc = (crc << 1);
}
}
return crc;
}
int SHT3x_CRC8_Check(uint8_t *p,uint8_t num_of_data,uint8_t CrcData)
{
uint8_t crc;
crc = CRC8_Compute(p, num_of_data);// calculates 8-Bit checksum
if(crc != CrcData)
{
return 1;
}
return 0;
}
uint8_t SHT3x_Data_Process(void) //温湿度测量函数
{
uint8_t temporary[3];
uint16_t data;
uint8_t crc_result;
SHT3x_READ_TEMP_Humi(data_process.sht30_data_buffer);
//先处理温度的相关数据，位于数组的前三个
temporary[0]=data_process.sht30_data_buffer[0];
temporary[1]=data_process.sht30_data_buffer[1];
temporary[2]=data_process.sht30_data_buffer[2];
//crc校验
crc_result=SHT3x_CRC8_Check(temporary,2,temporary[2]);
//crc校验要是不成功就返回1，同时不会更新温度值
if(crc_result==0)
{
//把2个8位数据拼接为一个16位的数据
data=((uint16_t)temporary[0] << 8) | temporary[1];
//温度转换，将16位温度数据转化为10进制的温度数据，这里保留了一位小数，data_process.SHT30_temperature这是一个全局变量
data_process.SHT30_temperature = ((175.0f * ((float)data) / 65535.0f - 45.0f) *1.0f);
}
else
{
return 1;
}
temporary[0]=data_process.sht30_data_buffer[3];
temporary[1]=data_process.sht30_data_buffer[4];
temporary[2]=data_process.sht30_data_buffer[5];
//crc校验
crc_result=SHT3x_CRC8_Check(temporary,2,temporary[2]);
if(crc_result==0)
{
//参考上面温度的代码
data=((uint16_t)temporary[0] << 8) | temporary[1];
//湿度转换，将16位温度数据转化为10进制的温度数据，这里保留了一位小数，data_process.SHT30_temperature这是一个全局变量
data_process.SHT30_humidity = ((100.0f * (float)data / 65535.0f) *1.0f);
return 0;
}
else
{
return 2;
}
}
sht3x.h
#ifndef __SHT3x_H
#define __SHT3x_H
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "myiic.h"
#include "usart.h"
typedef enum{
SHTx_Device_ADDR = 0x44, //设备地址
Write_DATA = 0x00, //写数据/命令
Read_DATA = 0x01, //读数据/命令
SOFT_RESET_CMD = 0x30A2, //软件复位命令
/* 单次测量模式 */
CLOCK_HIGH_ENABLED_CMD = 0x2C06,
CLOCK_MEDIUM_ENABLED_CMD = 0x2C0D,
CLOCK_LOW_ENABLED_CMD = 0x2C10,
CLOCK_HIGH_DISABLED_CMD = 0x2400,
CLOCK_MEDIUM_DISABLED_CMD = 0x240B,
CLOCK_LOW_DISABLED_CMD = 0x2416,
/* 周期测量模式 */
PERI_HIGH_0_5_CMD = 0x2032,
PERI_MEDIUM_0_5_CMD = 0x2024,
PERI_LOW_0_5_CMD = 0x202F,
PERI_HIGH_1_CMD = 0x2130,
PERI_MEDIUM_1_CMD = 0x2126,
PERI_LOW_1_CMD = 0x212D, //1s测量一次（1Hz）
PERI_HIGH_2_CMD = 0x2236,
PERI_MEDIUM_2_CMD = 0x2220,
PERI_LOW_2_CMD = 0x222B,
PERI_HIGH_4_CMD = 0x2334,
PERI_MEDIUM_4_CMD = 0x2322,
PERI_LOW_4_CMD = 0x2329,
PERI_HIGH_10_CMD = 0x2737,
PERI_MEDIUM_10_CMD = 0x2721,
PERI_LOW_10_CMD = 0x272A, //1s测量10次(10Hz)
HEATER_ENABLED_CMD = 0x306D, //加热器使能
HEATER_DISABLED_CMD = 0x3066, //加热器失能
READ_STATUS_CMD = 0xF32D, //读取状态寄存器
CLEAR_STATUS_CMD = 0x3041, //清除状态寄存器
READOUT_FOR_PERIODIC_MODE = 0xE000, // 周期测量模式读取数据命令
}SHT30_CMD;
typedef struct
{
unsigned short int sht30_data_buffer[6];
float SHT30_temperature; //温度
float SHT30_humidity; //湿度
}_TW;
extern _TW data_process; //定义温湿度结构体
void SHT3x_Init(void); //SHT30初始化
void SHT3x_READ_TEMP_Humi(uint16_t *dat); //写一个命令给SHT30，并读取数据
uint8_t SHT3x_Data_Process(void); //温湿度测量函数
// CRC校验函数
int CRC8_Compute(uint8_t *check_data, uint8_t num_of_data);
int SHT3x_CRC8_Check(uint8_t *p,uint8_t num_of_data,uint8_t CrcData);
#endif
3，使用说明
- 调用
SHT3x_Init初始化函数 - 周期调用
SHT3x_Data_Process数据测量函数 - 所需数据在结构体
data_process中