STM32F103ZE+SHT30检测环境温度与湿度(IIC模拟时序)

一、环境介绍

工程编译软件: keil5

温湿度传感器: SHT30

MCU : STM32F103ZET6

程序采用模块化编程，iic时序为一个模块(iic.c 和 iic.h)，SHT30为一个模块(sht30.c 和 sht30.h)；IIC时序采用模拟时序方式实现，IO口都采用宏定义方式，方便快速移植到其他平台使用。

工程源码完整下载地址:

https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/18973724 二、SHT30介绍

特点:

1. 湿度和温度传感器

2. 完全校准、线性化和温度

3. 补偿数字输出,宽电源电压范围，从2.4 V到5.5 V

4. I2C接口，通信速度高达1MHz和两个用户可选地址

5. 典型精度 +- 2%相对湿度和+- 0.3°C

6. 启动和测量时间非常快

7. 微型8针DFN封装

这是SHT30的7位IIC设备地址:

三、设备运行效果

这是串口打印的数据:

四、设备代码 4.1 main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include "iic.h"
#include "sht3x.h"
 
int main()
{
   float Humidity;
   float Temperature;
   USART1_Init(115200);
   USART1_Printf("设备运行正常....\r\n");
   IIC_Init(); 
   Init_SHT30();
   while(1)
   {
       //读取温湿度
       SHT3x_ReadData(&Humidity,&Temperature);
       USART1_Printf("温度:%0.2f,湿度:%0.2f\r\n",Temperature,Humidity);
       delay_ms(1000);
   }
}

4.2 sht30.c

#include "sht3x.h"
 
const int16_t POLYNOMIAL = 0x131;
 
/***************************************************************
* 函数名称: SHT30_reset
* 说    明: SHT30复位
* 参    数: 无
* 返 回 值: 无
***************************************************************/
void SHT30_reset(void)
{
    u8 r_s;
    
    IIC_Start(); //发送起始信号
    
    IIC_WriteOneByteData(SHT30_AddrW); //写设备地址
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("Init_SHT30_error:1\r\n");
 
    IIC_WriteOneByteData(0x30); //写数据
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("Init_SHT30_error:2\r\n");
    
    IIC_WriteOneByteData(0xA2); //写数据
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("Init_SHT30_error:3\r\n");
    
    IIC_Stop(); //停止信号 
 
    delay_ms(50);    
}
 
 
/***************************************************************
* 函数名称: Init_SHT30
* 说    明: 初始化SHT30，设置测量周期
* 参    数: 无
* 返 回 值: 无
***************************************************************/
void Init_SHT30(void)
{
     u8 r_s;
    
    IIC_Start(); //发送起始信号
    
    IIC_WriteOneByteData(SHT30_AddrW); //写设备地址
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("Init_SHT30_error:1\r\n");
 
    IIC_WriteOneByteData(0x22); //写数据
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("Init_SHT30_error:2\r\n");
    
    IIC_WriteOneByteData(0x36); //写数据
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("Init_SHT30_error:3\r\n");
    
    IIC_Stop(); //停止信号  
    
    delay_ms(200);
}
 
 
/***************************************************************
* 函数名称: SHT3x_CheckCrc
* 说    明: 检查数据正确性
* 参    数: data：读取到的数据
                        nbrOfBytes：需要校验的数量
                        checksum：读取到的校对比验值
* 返 回 值: 校验结果，0-成功      1-失败
***************************************************************/
u8 SHT3x_CheckCrc(char data[], char nbrOfBytes, char checksum)
{
    
    char crc = 0xFF;
    char bit = 0;
    char byteCtr ;
    
    //calculates 8-Bit checksum with given polynomial
    for(byteCtr = 0; byteCtr < nbrOfBytes; ++byteCtr)
    {
        crc ^= (data[byteCtr]);
        for ( bit = 8; bit > 0; --bit)
        {
            if (crc & 0x80) crc = (crc << 1) ^ POLYNOMIAL;
            else crc = (crc << 1);
        }
    }
    
    if(crc != checksum)
        return 1;
    else
        return 0;
    
}
 
/***************************************************************
* 函数名称: SHT3x_CalcTemperatureC
* 说    明: 温度计算
* 参    数: u16sT：读取到的温度原始数据
* 返 回 值: 计算后的温度数据
***************************************************************/
float SHT3x_CalcTemperatureC(unsigned short u16sT)
{
    
    float temperatureC = 0;            // variable for result
 
    u16sT &= ~0x0003;           // clear bits [1..0] (status bits)
    //-- calculate temperature [℃] --
    temperatureC = (175 * (float)u16sT / 65535 - 45); //T = -45 + 175 * rawValue / (2^16-1)
    
    return temperatureC;
    
}
 
/***************************************************************
* 函数名称: SHT3x_CalcRH
* 说    明: 湿度计算
* 参    数: u16sRH：读取到的湿度原始数据
* 返 回 值: 计算后的湿度数据
***************************************************************/
float SHT3x_CalcRH(unsigned short u16sRH)
{
    
    float humidityRH = 0;              // variable for result
    
    u16sRH &= ~0x0003;          // clear bits [1..0] (status bits)
    //-- calculate relative humidity [%RH] --
    humidityRH = (100 * (float)u16sRH / 65535);  // RH = rawValue / (2^16-1) * 10
    
    return humidityRH;
    
}
 
 
//读取温湿度数据
void SHT3x_ReadData(float *Humidity,float *Temperature)
{
    char  data[3];    //data array for checksum verification
    u8 SHT3X_Data_Buffer[6];                                                                        //byte 0,1 is temperature byte 4,5 is humidity
    u8 r_s=0;
    u8 i;
    unsigned short tmp = 0;
    uint16_t dat;
    
    IIC_Start(); //发送起始信号
    
    IIC_WriteOneByteData(SHT30_AddrW); //写设备地址
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("SHT3X_error:1\r\n");
 
    IIC_WriteOneByteData(0xE0); //写数据
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("SHT3X_error:2\r\n");
    
    IIC_WriteOneByteData(0x00); //写数据
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("SHT3X_error:3\r\n");
    
    //IIC_Stop(); //停止信号 
    
   // DelayMs(30); //等待
    
    //读取sht30传感器数据
    IIC_Start(); //发送起始信号
    IIC_WriteOneByteData(SHT30_AddrR);
    r_s=IIC_GetACK();//获取应答
    if(r_s)printf("SHT3X_error:7\r\n");
    
    for(i=0;i<6;i++)
    {
        SHT3X_Data_Buffer[i]=IIC_ReadOneByteData(); //接收数据
        if(i==5)
        {
             IIC_SendACK(1); //发送非应答信号
            break;
        }
        IIC_SendACK(0); //发送应答信号
    }
    IIC_Stop(); //停止信号
    
    //    /* check tem */
    data[0] = SHT3X_Data_Buffer[0];
    data[1] = SHT3X_Data_Buffer[1];
    data[2] = SHT3X_Data_Buffer[2];
 
    tmp=SHT3x_CheckCrc(data, 2, data[2]);
    if( !tmp ) /* value is ture */
    {
        dat = ((uint16_t)data[0] << 8) | data[1];
        *Temperature = SHT3x_CalcTemperatureC( dat );    
    }
 
    //    /* check humidity */
    data[0] = SHT3X_Data_Buffer[3];
    data[1] = SHT3X_Data_Buffer[4];
    data[2] = SHT3X_Data_Buffer[5];
 
    tmp=SHT3x_CheckCrc(data, 2, data[2]);
    if( !tmp ) /* value is ture */
    {
        dat = ((uint16_t)data[0] << 8) | data[1];
        *Humidity = SHT3x_CalcRH( dat );    
    }
}

4.3 iic.c

#include "iic.h"
 
/*
函数功能：IIC接口初始化
硬件连接：
SDA：PB7
SCL：PB6
*/
void IIC_Init(void)
{
    RCC->APB2ENR|=1<<3;//PB
    GPIOB->CRL&=0x00FFFFFF;
    GPIOB->CRL|=0x33000000;
    GPIOB->ODR|=0x3<<6;
}
 
/*
函数功能：IIC总线起始信号
*/
void IIC_Start(void)
{
    IIC_SDA_OUTMODE(); //初始化SDA为输出模式
    IIC_SDA_OUT=1;       //数据线拉高
    IIC_SCL=1;           //时钟线拉高
    DelayUs(4);        //电平保持时间
    IIC_SDA_OUT=0;       //数据线拉低
    DelayUs(4);        //电平保持时间
    IIC_SCL=0;           //时钟线拉低
}
 
 
/*
函数功能：IIC总线停止信号
*/
void IIC_Stop(void)
{
        IIC_SDA_OUTMODE(); //初始化SDA为输出模式
        IIC_SDA_OUT=0;       //数据线拉低
        IIC_SCL=0;           //时钟线拉低
        DelayUs(4);        //电平保持时间
        IIC_SCL=1;           //时钟线拉高
        DelayUs(4);        //电平保持时间
        IIC_SDA_OUT=1;       //数据线拉高
}
 
/*
函数功能：获取应答信号
返 回 值：1表示失败，0表示成功
*/
u8 IIC_GetACK(void)
{
        u8 cnt=0;
        IIC_SDA_INPUTMODE();//初始化SDA为输入模式
        IIC_SDA_OUT=1;        //数据线上拉
      DelayUs(2);         //电平保持时间
        IIC_SCL=0;            //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据
        DelayUs(2);         //电平保持时间，等待从机发送数据
      IIC_SCL=1;              //时钟线拉高，告诉从机，主机现在开始读取数据
        while(IIC_SDA_IN)   //等待从机应答信号
        {
                cnt++;
                if(cnt>250)return 1;
        }
        IIC_SCL=0;            //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据
        return 0;
}
 
/*
函数功能：主机向从机发送应答信号
函数形参：0表示应答，1表示非应答
*/
void IIC_SendACK(u8 stat)
{
        IIC_SDA_OUTMODE(); //初始化SDA为输出模式
        IIC_SCL=0;           //时钟线拉低，告诉从机，主机需要发送数据
        if(stat)IIC_SDA_OUT=1; //数据线拉高，发送非应答信号
        else IIC_SDA_OUT=0;      //数据线拉低，发送应答信号
        DelayUs(2);            //电平保持时间，等待时钟线稳定
        IIC_SCL=1;               //时钟线拉高，告诉从机，主机数据发送完毕
        DelayUs(2);            //电平保持时间，等待从机接收数据
        IIC_SCL=0;               //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据
}
 
 
/*
函数功能：IIC发送1个字节数据
函数形参：将要发送的数据
*/
void IIC_WriteOneByteData(u8 data)
{
        u8 i;
        IIC_SDA_OUTMODE(); //初始化SDA为输出模式
        IIC_SCL=0;           //时钟线拉低，告诉从机，主机需要发送数据
        for(i=0;i<8;i++)
        {
                if(data&0x80)IIC_SDA_OUT=1; //数据线拉高，发送1
                else IIC_SDA_OUT=0;      //数据线拉低，发送0
                IIC_SCL=1;               //时钟线拉高，告诉从机，主机数据发送完毕
                DelayUs(2);            //电平保持时间，等待从机接收数据
                IIC_SCL=0;                   //时钟线拉低，告诉从机，主机需要发送数据
                DelayUs(2);            //电平保持时间，等待时钟线稳定
                data<<=1;              //先发高位
        }
}
 
 
/*
函数功能：IIC接收1个字节数据
返 回 值：收到的数据
*/
u8 IIC_ReadOneByteData(void)
{
        u8 i,data;
        IIC_SDA_INPUTMODE();//初始化SDA为输入模式
      for(i=0;i<8;i++)
      {
                IIC_SCL=0;            //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据
                DelayUs(2);         //电平保持时间，等待从机发送数据
                IIC_SCL=1;            //时钟线拉高，告诉从机，主机现在正在读取数据
                data<<=1;           
                if(IIC_SDA_IN)data|=0x01;
                DelayUs(2);         //电平保持时间，等待时钟线稳定
      }
        IIC_SCL=0;                  //时钟线拉低，告诉从机，主机需要数据 (必须拉低，否则将会识别为停止信号)
        return data;
}

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