STM32CubeMX_15 | 使用硬件I2C读取温湿度传感器数据（SHT30）

只看该作者 · 2020-4-9 10:24

注意数据手册中给出了8位数据，只有低7位用作地址，结合原理图，可以定义如下：

/* ADDR Pin Conect to VSS */



#define    SHT30_ADDR_WRITE    0x44<<1         //10001000

#define    SHT30_ADDR_READ     (0x44<<1)+1        //10001011

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枚举SHT30命令列表
参考数据手册，在sht30_i2c_drv.h头文件中给出如下枚举定义：

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typedef enum

{

    /* 软件复位命令 */



    SOFT_RESET_CMD = 0x30A2,    

    /*

    单次测量模式

    命名格式：Repeatability_CS_CMD

    CS： Clock stretching

    */

    HIGH_ENABLED_CMD    = 0x2C06,

    MEDIUM_ENABLED_CMD  = 0x2C0D,

    LOW_ENABLED_CMD     = 0x2C10,

    HIGH_DISABLED_CMD   = 0x2400,

    MEDIUM_DISABLED_CMD = 0x240B,

    LOW_DISABLED_CMD    = 0x2416,



    /*

    周期测量模式

    命名格式：Repeatability_MPS_CMD

    MPS：measurement per second

    */

    HIGH_0_5_CMD   = 0x2032,

    MEDIUM_0_5_CMD = 0x2024,

    LOW_0_5_CMD    = 0x202F,

    HIGH_1_CMD     = 0x2130,

    MEDIUM_1_CMD   = 0x2126,

    LOW_1_CMD      = 0x212D,

    HIGH_2_CMD     = 0x2236,

    MEDIUM_2_CMD   = 0x2220,

    LOW_2_CMD      = 0x222B,

    HIGH_4_CMD     = 0x2334,

    MEDIUM_4_CMD   = 0x2322,

    LOW_4_CMD      = 0x2329,

    HIGH_10_CMD    = 0x2737,

    MEDIUM_10_CMD  = 0x2721,

    LOW_10_CMD     = 0x272A,

    /* 周期测量模式读取数据命令 */

    READOUT_FOR_PERIODIC_MODE = 0xE000,

} SHT30_CMD;

只看该作者 · 2020-4-9 10:25

发送命令函数

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/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]    向SHT30发送一条指令(16bit)

 * @param    cmd —— SHT30指令（在SHT30_MODE中枚举定义）

 * @retval    成功返回HAL_OK

*/

static uint8_t    SHT30_Send_Cmd(SHT30_CMD cmd)

{

    uint8_t cmd_buffer[2];

    cmd_buffer[0] = cmd >> 8;

    cmd_buffer[1] = cmd;

    return HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, SHT30_ADDR_WRITE, (uint8_t* cmd_buffer, 2, 0xFFFF);

}

只看该作者 · 2020-4-9 10:25

复位函数

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/**

 * @brief    复位SHT30

 * @param    none

 * @retval    none

*/

void SHT30_reset(void)

{

    SHT30_Send_Cmd(SOFT_RESET_CMD);

    HAL_Delay(20);

}

只看该作者 · 2020-4-9 10:26

SHT30工作模式初始化函数（周期测量模式）

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/**

 * @brief    初始化SHT30

 * @param    none

 * @retval    成功返回HAL_OK

 * [url=home.php?mod=space&uid=536309]@NOTE[/url]    周期测量模式

*/

uint8_t SHT30_Init(void)

{

    return SHT30_Send_Cmd(MEDIUM_2_CMD);

}

只看该作者 · 2020-4-9 10:26

从SHTY30读取一次数据（周期测量模式下）
从SHT30数据手册中可以得到在周期测量模式下读取一次数据的时序，如图：

只看该作者 · 2020-4-9 10:27

根据该时序可以看出，首先要发送读数据的命令，然后接收6个字节的数据，编写程序如下：

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/**

 * @brief    从SHT30读取一次数据

 * @param    dat —— 存储读取数据的地址（6个字节数组）

 * @retval    成功 —— 返回HAL_OK

*/

uint8_t SHT30_Read_Dat(uint8_t* dat)

{

    SHT30_Send_Cmd(READOUT_FOR_PERIODIC_MODE);

    return HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, SHT30_ADDR_READ, dat, 6, 0xFFFF);

}

只看该作者 · 2020-4-9 10:28

从接收数据中校验并解析温度值和湿度值
在数据手册中可知，SHT30分别在温度数据和湿度数据之后发送了8-CRC校验码，确保了数据可靠性。

关于CRC校验请参考我的另一篇博客：如何通俗的理解CRC校验并用C语言实现。

只看该作者 · 2020-4-9 10:28

CRC-8校验程序如下：

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#define CRC8_POLYNOMIAL 0x31



uint8_t CheckCrc8(uint8_t* const message, uint8_t initial_value)

{

    uint8_t  remainder;        //余数

    uint8_t  i = 0, j = 0;  //循环变量



    /* 初始化 */

    remainder = initial_value;



    for(j = 0; j < 2;j++)

    {

        remainder ^= message[j];



        /* 从最高位开始依次计算  */

        for (i = 0; i < 8; i++)

        {

            if (remainder & 0x80)

            {

                remainder = (remainder << 1)^CRC8_POLYNOMIAL;

            }

            else

            {

                remainder = (remainder << 1);

            }

        }

    }



    /* 返回计算的CRC码 */

    return remainder;

}

只看该作者 · 2020-4-9 10:29

计算温度值和湿度值的公式在数据手册中已给出，如图：

只看该作者 · 2020-4-9 10:29

接下来编写解析数据的函数：

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/**

 * @brief    将SHT30接收的6个字节数据进行CRC校验，并转换为温度值和湿度值

 * @param    dat  —— 存储接收数据的地址（6个字节数组）

 * @retval    校验成功  —— 返回0

 *             校验失败  —— 返回1，并设置温度值和湿度值为0

*/

uint8_t SHT30_Dat_To_Float(uint8_t* const dat, float* temperature, float* humidity)

{

    uint16_t recv_temperature = 0;

    uint16_t recv_humidity = 0;



    /* 校验温度数据和湿度数据是否接收正确 */

    if(CheckCrc8(dat, 0xFF) != dat[2] || CheckCrc8(&dat[3], 0xFF) != dat[5])

        return 1;



    /* 转换温度数据 */

    recv_temperature = ((uint16_t)dat[0]<<8)|dat[1];

    *temperature = -45 + 175*((float)recv_temperature/65535);



    /* 转换湿度数据 */

    recv_humidity = ((uint16_t)dat[3]<<8)|dat[4];

    *humidity = 100 * ((float)recv_humidity / 65535);



    return 0;

}

只看该作者 · 2020-4-9 10:30

5. 测试SHT30驱动程序
在main函数中对该驱动进行测试，在main.c中添加如下代码：

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#include <stdio.h>

#include "sht30_i2c_drv.h"



int main(void)

{

    /* USER CODE BEGIN 1 */

    uint8_t recv_dat[6] = {0};

    float temperature = 0.0;

    float humidity = 0.0;

    /* USER CODE END 1 */



    HAL_Init();



    SystemClock_Config();



    MX_GPIO_Init();

    MX_I2C1_Init();

    MX_USART1_UART_Init();



    /* USER CODE BEGIN 2 */

    SHT30_Reset();

    if(SHT30_Init() == HAL_OK)

        printf("sht30 init ok.\n");

    else

        printf("sht30 init fail.\n");

  /* USER CODE END 2 */



  /* Infinite loop */

  /* USER CODE BEGIN WHILE */

  while (1)

  {

    /* USER CODE END WHILE */



    /* USER CODE BEGIN 3 */

        HAL_Delay(1000);

        if(SHT30_Read_Dat(recv_dat) == HAL_OK)

        {

            if(SHT30_Dat_To_Float(recv_dat, &temperature, &humidity)==0)

            {

                printf("temperature = %f, humidity = %f\n", temperature, humidity);

            }

            else

            {

                printf("crc check fail.\n");

            }

        }

        else

        {

            printf("read data from sht30 fail.\n");

        }

    }

  /* USER CODE END 3 */

}