【杰发科技AC7802x测评】11.硬件IIC读取HS3003温湿度传感器数据

1 HS3003介绍

HS3003是瑞萨的一款温湿度传感器，基于IIC通信，采用7为地址，地址为0x44。

1.1 原理图



可见，只能使用IIC通信，因为AC7802X只有一路IIC，之前用来驱动OLED，所以将HS3003X也接到了这路IIC上，因为OLED和HS3003的地址不一样，所以可以同时驱动。

硬件连接如下：

- SCL - PB7
- SDA - PB8

1.2 HS3003操作方式

虽然知道了HS300X是IIC接口，但是我们还不知道该如何操作，需要了解HS300X的操作方式，寄存器，IIC地址等，查看官方提供的手册《REN_HS300x-Datasheet_DST_20210809.pdf》。

1.2.1 测量请求

直接通过IIC总线写HS300X地址就可以唤醒传感器自动采集数据，说明见下：

> 从下图中可以看到IIC地址为0x44，然后加一个低位1表示写。



1.2.2 数据获取

从下图可以看出，发送HS300X地址+低位读就可以获取采集的数据。
**注：重点说明，默认采样精度为14bit，可以通过配置修改，精度越高，采样时间越长，下图中有说明，默认精度下的采样时间为33ms左右，所以在测量请求发出之后，需要等待33毫秒之后在读取。**



采集数据分析，从图中可以清楚看出，默认温度和湿度数据都为14bit数据，都占用了两个字节。

其中湿度的高两位为状态为状态位，表示采集数据状态是否有效，见下图：

- 0表示数据采集完成
- 1表示没有完成有效采集。
- 温度的低两位没有任何用处。



1.2.3 采样精度修改

采样精度可以修改，精度越低，采样时间越快。可以通过下述寄存器进行修改，该部分本文不会实现，只作为功能描述其有这个功能。
修改方式也很简单，IIC地址+低位写0+修改精度寄存器地址+精度即可完成修改，详情参考数据手册。



1.2.4 采样数据处理

采集到的数据为原始数据，需要进行计算得出真实的温湿度数据，计算公式如下：



即：
湿度值（%）：采样值/(16383) * 100
温度值（摄氏度）：采样值/(16383) * 165 - 40


2 软件编写

知道了硬件设置以及原理，现在可以看是编写软件了，如下：
app_hs3003.c

复制

/*

@hehung

2023-6-30

email: 1398660197@qq.com

wechat: hehung95

reproduced and please indicate the source @hehung

*/





#include "app_hs3003.h"

#include "app_hw_i2c.h"







#define HS300x_I2C_SLAVE_ADDR_7BIT           (0x44U)



#define HS300X_DATA_VALID                    (0x00U)

#define HS300X_DATA_STALE                    (0x01U)

#define HS300X_STATUS_MASK                   (0xC0000000U)

#define HS300X_STATUS_POS                    (30U)



#define HS300X_DATA_MASK                     (0x3FFFFFFCU)

#define HS300X_HUMI_DATA_MASK                (0x3FFF0000U)

#define HS300X_HUMI_DATA_POS                 (16U)

#define HS300X_TEMP_DATA_MASK                (0x0000FFFCU)

#define HS300X_TEMP_DATA_POS                 (2U)



/* calculation formula, 2^14 - 1 */

#define HS300X_DATA_FACTOR                   (16383U)







static uint8_t Hs300x_DataConvert(uint32_t read_data, s_Hs300xDataType *cal_result);







static uint8_t Hs300x_DataConvert(uint32_t read_data, s_Hs300xDataType *cal_result)

{

    uint32_t humi_data;

    uint32_t temp_data;



    if (((read_data & HS300X_STATUS_MASK) >> HS300X_STATUS_POS) == HS300X_DATA_VALID)

    {

        // Data is valid

        humi_data = (read_data & HS300X_HUMI_DATA_MASK) >> HS300X_HUMI_DATA_POS;

        temp_data = (read_data & HS300X_TEMP_DATA_MASK) >> HS300X_TEMP_DATA_POS;



        // Calculate the humidity: humi_data/(2^14-1) * 100

        cal_result->humi = (double)humi_data/(double)(HS300X_DATA_FACTOR) * 100.0;

        // Calculate the temperature: temp_data/(2^14-1) * 165 - 40

        cal_result->temp = (double)temp_data/(double)(HS300X_DATA_FACTOR) * 165.0 - 40;

#ifdef HS300X_DEBUG

        printf("humidity:%f, temperature:%f\n", cal_result->humi, cal_result->temp);

#endif

    

        return 1;

    }

    else

    {

        return 0;

    }

}



void Hs300x_Init(void)

{

    // Do not settings, keep default settings in sensor device

}



void Hs300x_StartSample(void)

{

    uint8_t data = 0;



    // Only send the address to start HS300X convert

    I2C_MasterTransmitPoll(I2C0, HS300x_I2C_SLAVE_ADDR_7BIT, &data, 0, ENABLE);

}



s_Hs300xDataType Hs300x_ReadData(void)

{

    uint8_t data[4];  // one address + 4bytes data

    uint32_t data_u32;

    s_Hs300xDataType humi_temp;



//  Read measurement from sensor HS300X

    I2C_MasterReceivePoll(I2C0, HS300x_I2C_SLAVE_ADDR_7BIT, data, 4);

    // Convert the data to 32bit

    data_u32 = (uint32_t)((data[0] << 24U) | 

                          (data[1] << 16U) | 

                          (data[2] << 8U) | 

                          (data[3]));

    // Read the temperature and hunidity

    (void)Hs300x_DataConvert(data_u32, &humi_temp);



//#ifdef HS300X_DEBUG

    printf ("HS300X origin data1:%x%x%x%x\r\n", data[0],data[1],data[2],data[3]);

    // printf("HS300X origin data2:%x\n", data_u32);

    printf ("Temp:%f--Humi:%f\r\n", humi_temp.temp, humi_temp.humi);

//#endif



    return humi_temp;

}

app_hs3003.h

复制

/*

@hehung

2023-6-30

email: 1398660197@qq.com

wechat: hehung95

reproduced and please indicate the source @hehung

*/



#ifndef APP_HS3003_H__

#define APP_HS3003_H__







typedef struct 

{

    double humi;

    double temp;

} s_Hs300xDataType;



extern void Hs300x_Init(void);

extern s_Hs300xDataType Hs300x_ReadData(void);

extern void Hs300x_StartSample(void);





#endif

主函数实现如下，其中40ms的延时是必须的。

复制

        Hs300x_StartSample();

        mdelay(40);

        Hs300x_ReadData();

        mdelay(1000);

3 实验结果如下

如下，将手放到传感器上，影响传感器采集数据，温湿度都有所增加。

学习I2C总线通信协议              

使用单片机中的IIC接口读取温湿度传感器的数据，可以通过读取IIC总线上的数据来实现

I2C硬件的操作函数在哪查找的              

硬件I2C 到底怎么样?               

模拟的iic时序读取数据的时候错误,有什么办法防止

硬件IIC怎么接收不同字节的长度的数据

为啥硬件实现时读数据0xFF               

为什么不使用DS18B20呢              

硬件i2c读取一次HS3003数据大概多长时间