【CW32模塊使用】AHT10溫濕度傳感器

AHT10，新一代溫濕度傳感器在尺寸與智能方面建立了新的標(biāo)準(zhǔn)：它嵌入了適于回流焊的雙列扁平無引腳SMD 封裝，底面 4 x 5mm ，高度1.6mm。傳感器輸出經(jīng)過標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn) I 2 C 格式。AHT10 配有一個(gè)全新設(shè)計(jì)的 ASIC專用芯片、一個(gè)經(jīng)過改進(jìn)的MEMS半導(dǎo)體電容式濕度傳感元件和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的片上溫度傳感元件，其性能已經(jīng)大大提升甚至超出了前一代傳感器的可靠性水平，新一代溫濕度傳感器，經(jīng)過改進(jìn)使其在惡劣環(huán)境下的性能更穩(wěn)定。

每一個(gè)傳感器都經(jīng)過校準(zhǔn)和測試，在產(chǎn)品表面印有產(chǎn)品批號(hào)。由于對(duì)傳感器做了改良和微型化改進(jìn)，因此它的性價(jià)比更高，并且最終所有設(shè)備都將得益于尖端的節(jié)能運(yùn)行模式。??應(yīng)用范圍主要在暖通空調(diào) 、除濕器、測試及檢測設(shè)備、消費(fèi)品、汽車 、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)記錄器、氣象站、家電、濕度調(diào)節(jié)、醫(yī)療及其他相關(guān)溫濕度檢測控制。

一模塊來源

資料下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/1xTX_QCmEmy8DWgxgtgXXFw

提取碼：pp3k

二 規(guī)格參數(shù)

工作電壓：1.8~3.6V

工作電流：0.25~23uA

濕度誤差：±2%RH

溫度誤差：±0.3℃

輸出方式: IIC

管腳數(shù)量：3 Pin

以上信息見廠家資料文件

三移植過程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【能夠測量環(huán)境溫濕度】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

器件地址為?0x38?，但是最后一位是讀寫位，需要空出一位給讀寫位，因此需要左移一位，即?0x38<<1?得到?0X70

采集步驟：(寫=0，讀=1)

起始信號(hào)->器件地址左移1位+寫 -> 等待傳感器應(yīng)答 -> 發(fā)送觸發(fā)測量命令（0XAC）-> 等待傳感器應(yīng)答 -> 發(fā)送數(shù)據(jù)位0X33 -> 等待傳感器應(yīng)答 -> 發(fā)送數(shù)據(jù)位0x00 -> 等待傳感器應(yīng)答 -> 停止信號(hào)（可不加）-> 起始信號(hào) ->器件地址左移1位+讀 -> 等待傳感器應(yīng)答 -> 讀取8位數(shù)據(jù)（狀態(tài)字）-> 主機(jī)發(fā)送應(yīng)答 -> 讀取濕度高位數(shù)據(jù) -> 主機(jī)發(fā)送應(yīng)答 -> 讀取濕度低位數(shù)據(jù) -> 主機(jī)發(fā)送應(yīng)答-> 讀取濕度最后4位數(shù)據(jù)和溫度最高的4位數(shù)據(jù) -> -> 主機(jī)發(fā)送應(yīng)答 -> 讀取溫度8數(shù)據(jù) -> 主機(jī)發(fā)送應(yīng)答-> 讀取溫度8位數(shù)據(jù) -> 主機(jī)發(fā)送應(yīng)答 -> 停止信號(hào)。

8位狀態(tài)字，各個(gè)位表示的意義。

示例：

狀態(tài)位 = 0x1C
        0X1C = 0001 1100        bit7  = 設(shè)備空閑        bit6~5= NOR mode        bit4  = 保留        BIT3  = 1已校準(zhǔn)        bit0~2= 保留

濕度換算公式：其中SRH等于讀取到的20位濕度數(shù)據(jù)整合后的數(shù)據(jù)。

RH(%)=（SRH/2的20次方）* 100

溫度換算公式：其中ST等于讀取到的20位溫度數(shù)據(jù)整合后的數(shù)據(jù)。

3.2引腳選擇

模塊接線圖

3.3查移植至工程

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_aht10.c與bsp_aht10.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_aht10.c中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-04-01     LCKFB-LP    first version */
#include "bsp_aht10.h"#include "stdio.h"#include "board.h"
float Temperature = 0;float Humidity = 0;

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Start * 函 數(shù) 說 明：IIC起始時(shí)序 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void IIC_Start(void){        SDA_OUT();
        SDA(1);        SCL(1);        delay_us(4);
        SDA(0);        delay_us(4);        SCL(0);
}/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Stop * 函 數(shù) 說 明：IIC停止信號(hào) * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void IIC_Stop(void){        SDA_OUT();
        SCL(0);        SDA(0);        delay_us(4);
        SCL(1);        SDA(1);        delay_us(4);
}



/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Send_Ack * 函 數(shù) 說 明：主機(jī)發(fā)送應(yīng)答或者非應(yīng)答信號(hào) * 函 數(shù) 形 參：0發(fā)送應(yīng)答  1發(fā)送非應(yīng)答 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void IIC_Send_Ack(unsigned char ack){        SDA_OUT();        SCL(0);        SDA(0);        delay_us(2);        if(!ack) SDA(0);        else     SDA(1);        SCL(1);        delay_us(2);        SCL(0);        SDA(1);}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：I2C_WaitAck * 函 數(shù) 說 明：等待從機(jī)應(yīng)答 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：0有應(yīng)答  1超時(shí)無應(yīng)答 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/unsigned char I2C_WaitAck(void){    char ack = 0;    unsigned char ack_flag = 10;
    SDA(1);    delay_us(1);    SCL(1);    delay_us(1);
    SDA_IN();    delay_us(2);
    while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )    {            ack_flag--;            delay_us(3);    }
    if( ack_flag <= 0 )    {            IIC_Stop();            return 1;    }    else    {            SCL(0);            SDA_OUT();    }    SDA(0);    return ack;}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Send_Byte * 函 數(shù) 說 明：寫入一個(gè)字節(jié) * 函 數(shù) 形 參：dat要寫人的數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void Send_Byte(uint8_t dat){        int i = 0;        SDA_OUT();        SCL(0);//拉低時(shí)鐘開始數(shù)據(jù)傳輸
        for( i = 0; i < 8; i++ )        {                SDA( (dat & 0x80) >> 7 );                delay_us(1);                SCL(1);                delay_us(2);                SCL(0);                delay_us(2);                dat<<=1;        }}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Read_Byte * 函 數(shù) 說 明：IIC讀時(shí)序 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：讀到的數(shù)據(jù) * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/unsigned char Read_Byte(void){        unsigned char i,receive=0;        SDA_IN();//SDA設(shè)置為輸入        for(i=0;i<8;i++ )        {                SCL(0);                delay_us(2);                SCL(1);                delay_us(2);                receive<<=1;                if( SDA_GET() )                {                        receive|=1;                }                delay_us(1);        }        SCL(0);        return receive;}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：AHT10Reset * 函 數(shù) 說 明：軟件復(fù)位 * 函 數(shù) 形 參： * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void AHT10Reset(void){        IIC_Start();        Send_Byte(0x70);        I2C_WaitAck();        Send_Byte(0xba);        I2C_WaitAck();        IIC_Stop();}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：AHT10_GPIO_Init * 函 數(shù) 說 明：AHT10的引腳初始化 * 函 數(shù) 形 參：無 * 函 數(shù) 返 回：無 * 作       者：LC * 備       注：無******************************************************************/void AHT10_GPIO_Init(void){    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體
    RCC_AHT10_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL;   // GPIO引腳    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 開漏輸出    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;    // 輸出速度高    GPIO_Init(PORT_AHT10, &GPIO_InitStruct);    // 初始化
    delay_ms(50);//延時(shí)50ms讓傳感器穩(wěn)定    IIC_Start();    Send_Byte(0x70);  //獲取狀態(tài)    //初始化校準(zhǔn)    Send_Byte(0xe1);    Send_Byte(0x08);    Send_Byte(0x00);    IIC_Stop();    delay_ms(50);//延時(shí)50ms讓傳感器穩(wěn)定}

/********************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：AHT10_Read * 函 數(shù) 功 能：讀取AHT10的溫濕度數(shù)據(jù) * 傳 入 參 數(shù)：無 * 函 數(shù) 返 回：0讀取成功 * 作       者：LC * 備       注：無**********************************************************/unsigned char AHT10_Read(void){        char timeout = 0;        unsigned char buff[6] = {0};        unsigned int dat = 0;
        IIC_Start();//起始信號(hào)        Send_Byte(0X38<<1 | 0);                  //器件地址+寫命令        I2C_WaitAck();                //等待傳感器應(yīng)答        Send_Byte(0XAC);//寄存器地址：觸發(fā)測量命令        I2C_WaitAck();//等待傳感器應(yīng)答
        Send_Byte(0X33);//發(fā)送數(shù)據(jù)位        I2C_WaitAck();//等待傳感器應(yīng)答
        Send_Byte(0X00);//發(fā)送數(shù)據(jù)位        I2C_WaitAck();//等待傳感器應(yīng)答
        IIC_Stop();        //停止信號(hào)
        do{            delay_ms(1);//超時(shí)判斷，等待傳感器采集數(shù)據(jù)            timeout++;            IIC_Start();//重新發(fā)送起始信號(hào)            Send_Byte(0X38<<1  | 1);//器件地址+寫命令        }while( I2C_WaitAck() == 1 && timeout < 5 );
        buff[0] = Read_Byte();//讀取狀態(tài)字        IIC_Send_Ack(0);//主機(jī)發(fā)送應(yīng)答
        buff[1] = Read_Byte();//濕度高8位數(shù)據(jù)        IIC_Send_Ack(0);//主機(jī)發(fā)送應(yīng)答
        buff[2] = Read_Byte();//濕度低8位數(shù)據(jù)        IIC_Send_Ack(0);//主機(jī)發(fā)送應(yīng)答
        buff[3] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);//主機(jī)發(fā)送應(yīng)答
        buff[4] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);//主機(jī)發(fā)送應(yīng)答
        buff[5] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(1);//主機(jī)發(fā)送應(yīng)答
        IIC_Stop();//停止信號(hào)
        delay_ms(20);
        //高位在前        dat = (((buff[1]<<12) | (buff[2]<<4)) | (buff[3]>>4));        Humidity = dat / 1048576.0 * 100.0;
        dat = 0;        dat = ((buff[3] &0x0F) << 16 ) | ( buff[4] << 8) | buff[5];        Temperature = (dat/1048576.0) * 200 - 50;
        AHT10Reset();                // AHT10復(fù)位        AHT10_GPIO_Init();        // GPIO重新初始化
        return 0;}

/********************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Get_Temperature * 函 數(shù) 功 能：獲取采集后的溫度數(shù)據(jù) * 傳 入 參 數(shù)：無 * 函 數(shù) 返 回：溫度數(shù)據(jù)，單位℃ * 作       者：LC * 備       注：必須先采集與數(shù)據(jù)，否則返回0或者之前的數(shù)據(jù)**********************************************************/float Get_Temperature(void){        return Temperature;}
/********************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Get_Humidity * 函 數(shù) 功 能：獲取采集后的濕度數(shù)據(jù) * 傳 入 參 數(shù)：無 * 函 數(shù) 返 回：濕度數(shù)據(jù)，單位%RH * 作       者：LC * 備       注：必須先采集與數(shù)據(jù)，否則返回0或者之前的數(shù)據(jù)**********************************************************/float Get_Humidity(void){        return Humidity;}

在文件bsp_aht10.h中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */
#ifndef _BSP_AHT10_H_#define _BSP_AHT10_H_
#include "board.h"

//端口移植
#define RCC_AHT10_ENABLE()  __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()#define PORT_AHT10          CW_GPIOB
#define GPIO_SDA            GPIO_PIN_9#define GPIO_SCL            GPIO_PIN_8

//設(shè)置SDA輸出模式#define SDA_OUT()   {                                GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                                         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;                              GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                                 GPIO_Init(PORT_AHT10, &GPIO_InitStruct);                            }//設(shè)置SDA輸入模式#define SDA_IN()    {                                GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                                         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;                                 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                                 GPIO_Init(PORT_AHT10, &GPIO_InitStruct);                           }//獲取SDA引腳的電平變化#define SDA_GET()       GPIO_ReadPin(PORT_AHT10, GPIO_SDA)//SDA與SCL輸出#define SDA(x)          GPIO_WritePin(PORT_AHT10, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )#define SCL(x)          GPIO_WritePin(PORT_AHT10, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )

void AHT10_GPIO_Init(void);unsigned char AHT10_Read(void);float Get_Temperature(void);float Get_Humidity(void);
#endif

?04移植驗(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_aht10.h"
int32_t main(void){    board_init();        // 開發(fā)板初始化
    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200
    AHT10_GPIO_Init();//AHT10引腳初始化    printf("Startrn");    while(1)    {        //采集溫濕度        AHT10_Read();
        //串口打印溫度數(shù)據(jù)        printf("溫度 = %.2frn", Get_Temperature() );        //串口打印濕度數(shù)據(jù)        printf("濕度 = %.2frn", Get_Humidity() );
        printf("n");        delay_ms(1000);
    }}

上電現(xiàn)象：每隔大約一秒測量一次溫濕度。

模塊移植成功案例代碼

鏈接：https://pan.baidu.com/s/13dMHBLOyabVYgR11D20U2Q?pwd=LCKF

提取碼：LCKF