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[RISC-V MCU 应用开发] 国产risc-v微控制器读取BMP280

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dirtwillfly 发表于 2025-9-28 14:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本帖最后由 dirtwillfly 于 2025-9-30 16:48 编辑

第一部分：BMP280介绍

1.1 特性
BMP280是一种数字式气压传感器，在大气压力测量、气象观测、高度测量、室内外温度、湿度、气压等方面有着广泛应用。 BMP280采用了半导体技术，可以测量气体的压力，并将结果转化为数字信号，具有高精度、低功耗、小尺寸等特点。 BMP280常用于智能手机、平板电脑、手表、健康监测器等移动设备中，可以提供气压、海拔、气温、湿度等多项数据，帮助用户获取当前环境的气象信息，提高生活质量。

1.2 关键参数

测量参数：
• 气压：测量范围 300 hPa ~ 1100 hPa（相当于海拔 -500m ~ 9000m）。
• 温度：测量范围 -40°C ~ +85°C。

高精度：
• 气压精度：±0.12 hPa（相当于 ±1m 高度误差）。
• 温度精度：±1.0°C。

低功耗：
• 工作电流：2.7 μA（低功耗模式，1Hz 采样率）。

接口：
• 支持 I²C 和 SPI 通信协议，方便与微控制器连接。

1.3 模块原理图
4297868d8e476cb78d.png
模块在I2C模式下通过SDO引脚来确定器件地址，SDO接GND模块I2C地址为0x76，接高电平I2C地址为0x77.

原理图：

8952668d8e5723913e.png

第二部分：应用开发

2.1 硬件连接
使用的HPM5361开发板P1接口有两组I2C接口，这里使用I2C0接口，即PB03和PB02引脚。



这两个引脚，在开发板上已经有了10K的上拉电阻，使用的BMP280上也有上拉电阻，这里可以共存，不需要特殊处理。

2.2 驱动代码
读寄存器：
复制
  1. int8_t bmp280_get_regs(uint8_t reg_addr, uint8_t *reg_data, uint8_t len, const struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    


  4. 

  5.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  6.     if ((rslt == BMP280_OK) && (reg_data != NULL))
    

  7.     {
    

  8.         /* Mask the register address' MSB if interface selected is SPI */
    

  9.         if (dev->intf == BMP280_SPI_INTF)
    

  10.         {
    

  11.             reg_addr = reg_addr | 0x80;
    

  12.         }
    

  13.         rslt = dev->read(dev->dev_id, reg_addr, reg_data, len);
    


  14. 

  15.         /* Check for communication error and mask with an internal error code */
    

  16.         if (rslt != BMP280_OK)
    

  17.         {
    

  18.             rslt = BMP280_E_COMM_FAIL;
    

  19.         }
    

  20.     }
    

  21.     else
    

  22.     {
    

  23.         rslt = BMP280_E_NULL_PTR;
    

  24.     }
    


  25. 

  26.     return rslt;
    

  27. }

设置寄存器：
复制
  1. int8_t bmp280_set_regs(uint8_t *reg_addr, const uint8_t *reg_data, uint8_t len, const struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    

  4.     uint8_t temp_buff[8]; /* Typically not to write more than 4 registers */
    

  5.     uint16_t temp_len;
    

  6.     uint8_t reg_addr_cnt;
    


  7. 

  8.     if (len > 4)
    

  9.     {
    

  10.         len = 4;
    

  11.     }
    

  12.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  13.     if ((rslt == BMP280_OK) && (reg_addr != NULL) && (reg_data != NULL))
    

  14.     {
    

  15.         if (len != 0)
    

  16.         {
    

  17.             temp_buff[0] = reg_data[0];
    


  18. 

  19.             /* Mask the register address' MSB if interface selected is SPI */
    

  20.             if (dev->intf == BMP280_SPI_INTF)
    

  21.             {
    

  22.                 /* Converting all the reg address into proper SPI write address
    

  23.                  * i.e making MSB(R/`W) bit 0
    

  24.                  */
    

  25.                 for (reg_addr_cnt = 0; reg_addr_cnt < len; reg_addr_cnt++)
    

  26.                 {
    

  27.                     reg_addr[reg_addr_cnt] = reg_addr[reg_addr_cnt] & 0x7F;
    

  28.                 }
    

  29.             }
    


  30. 

  31.             /* Burst write mode */
    

  32.             if (len > 1)
    

  33.             {
    

  34.                 /* Interleave register address w.r.t data for burst write*/
    

  35.                 interleave_data(reg_addr, temp_buff, reg_data, len);
    

  36.                 temp_len = ((len * 2) - 1);
    

  37.             }
    

  38.             else
    

  39.             {
    

  40.                 temp_len = len;
    

  41.             }
    

  42.             rslt = dev->write(dev->dev_id, reg_addr[0], temp_buff, temp_len);
    


  43. 

  44.             /* Check for communication error and mask with an internal error code */
    

  45.             if (rslt != BMP280_OK)
    

  46.             {
    

  47.                 rslt = BMP280_E_COMM_FAIL;
    

  48.             }
    

  49.         }
    

  50.         else
    

  51.         {
    

  52.             rslt = BMP280_E_INVALID_LEN;
    

  53.         }
    

  54.     }
    

  55.     else
    

  56.     {
    

  57.         rslt = BMP280_E_NULL_PTR;
    

  58.     }
    


  59. 

  60.     return rslt;
    

  61. }

软复位：
复制
  1. int8_t bmp280_soft_reset(const struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    

  4.     uint8_t reg_addr = BMP280_SOFT_RESET_ADDR;
    

  5.     uint8_t soft_rst_cmd = BMP280_SOFT_RESET_CMD;
    


  6. 

  7.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  8.     if (rslt == BMP280_OK)
    

  9.     {
    

  10.         rslt = bmp280_set_regs(&reg_addr, &soft_rst_cmd, 1, dev);
    


  11. 

  12.         /* As per the datasheet, startup time is 2 ms. */
    

  13.         dev->delay_ms(2);
    

  14.     }
    


  15. 

  16.     return rslt;
    

  17. }

硬件初始化：
复制
  1. int8_t bmp280_init(struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    


  4. 

  5.     /* Maximum number of tries before timeout */
    

  6.     uint8_t try_count = 5;
    


  7. 

  8.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  9.     if (rslt == BMP280_OK)
    

  10.     {
    

  11.         while (try_count)
    

  12.         {
    

  13.             rslt = bmp280_get_regs(BMP280_CHIP_ID_ADDR, &dev->chip_id, 1, dev);
    


  14. 

  15.             /* Check for chip id validity */
    

  16.             if ((rslt == BMP280_OK) &&
    

  17.                 (dev->chip_id == BMP280_CHIP_ID1 || dev->chip_id == BMP280_CHIP_ID2 || dev->chip_id == BMP280_CHIP_ID3))
    

  18.             {
    

  19.                 rslt = bmp280_soft_reset(dev);
    

  20.                 if (rslt == BMP280_OK)
    

  21.                 {
    

  22.                     rslt = get_calib_param(dev);
    

  23.                 }
    

  24.                 break;
    

  25.             }
    


  26. 

  27.             /* Wait for 10 ms */
    

  28.             dev->delay_ms(10);
    

  29.             --try_count;
    

  30.         }
    


  31. 

  32.         /* Chip id check failed, and timed out */
    

  33.         if (!try_count)
    

  34.         {
    

  35.             rslt = BMP280_E_DEV_NOT_FOUND;
    

  36.         }
    

  37.         if (rslt == BMP280_OK)
    

  38.         {
    

  39.             /* Set values to default */
    

  40.             dev->conf.filter = BMP280_FILTER_OFF;
    

  41.             dev->conf.os_pres = BMP280_OS_NONE;
    

  42.             dev->conf.os_temp = BMP280_OS_NONE;
    

  43.             dev->conf.odr = BMP280_ODR_0_5_MS;
    

  44.             dev->conf.spi3w_en = BMP280_SPI3_WIRE_DISABLE;
    

  45.         }
    

  46.     }
    


  47. 

  48.     return rslt;
    

  49. }
获取配置：
复制
  1. int8_t bmp280_get_config(struct bmp280_config *conf, struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    

  4.     uint8_t temp[2] = { 0, 0 };
    


  5. 

  6.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  7.     if ((rslt == BMP280_OK) && (conf != NULL))
    

  8.     {
    

  9.         rslt = bmp280_get_regs(BMP280_CTRL_MEAS_ADDR, temp, 2, dev);
    

  10.         if (rslt == BMP280_OK)
    

  11.         {
    

  12.             conf->os_temp = BMP280_GET_BITS(BMP280_OS_TEMP, temp[0]);
    

  13.             conf->os_pres = BMP280_GET_BITS(BMP280_OS_PRES, temp[0]);
    

  14.             conf->odr = BMP280_GET_BITS(BMP280_STANDBY_DURN, temp[1]);
    

  15.             conf->filter = BMP280_GET_BITS(BMP280_FILTER, temp[1]);
    

  16.             conf->spi3w_en = BMP280_GET_BITS_POS_0(BMP280_SPI3_ENABLE, temp[1]);
    

  17.             dev->conf = *conf;
    

  18.         }
    

  19.     }
    

  20.     else
    

  21.     {
    

  22.         rslt = BMP280_E_NULL_PTR;
    

  23.     }
    


  24. 

  25.     return rslt;
    

  26. }
获取状态：
复制
  1. int8_t bmp280_get_status(struct bmp280_status *status, const struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    

  4.     uint8_t temp;
    


  5. 

  6.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  7.     if ((rslt == BMP280_OK) && (status != NULL))
    

  8.     {
    

  9.         rslt = bmp280_get_regs(BMP280_STATUS_ADDR, &temp, 1, dev);
    

  10.         status->measuring = BMP280_GET_BITS(BMP280_STATUS_MEAS, temp);
    

  11.         status->im_update = BMP280_GET_BITS_POS_0(BMP280_STATUS_IM_UPDATE, temp);
    

  12.     }
    

  13.     else
    

  14.     {
    

  15.         rslt = BMP280_E_NULL_PTR;
    

  16.     }
    


  17. 

  18.     return rslt;
    

  19. }
获取电源模式
复制
  1. int8_t bmp280_get_power_mode(uint8_t *mode, const struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    

  4.     uint8_t temp;
    


  5. 

  6.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  7.     if ((rslt == BMP280_OK) && (mode != NULL))
    

  8.     {
    

  9.         rslt = bmp280_get_regs(BMP280_CTRL_MEAS_ADDR, &temp, 1, dev);
    

  10.         *mode = BMP280_GET_BITS_POS_0(BMP280_POWER_MODE, temp);
    

  11.     }
    

  12.     else
    

  13.     {
    

  14.         rslt = BMP280_E_NULL_PTR;
    

  15.     }
    


  16. 

  17.     return rslt;
    

  18. }
设置电源模式：
复制
  1. int8_t bmp280_set_power_mode(uint8_t mode, struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    


  4. 

  5.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  6.     if (rslt == BMP280_OK)
    

  7.     {
    

  8.         rslt = conf_sensor(mode, &dev->conf, dev);
    

  9.     }
    


  10. 

  11.     return rslt;
    

  12. }
获取原始数据：
复制
  1. int8_t bmp280_get_uncomp_data(struct bmp280_uncomp_data *uncomp_data, const struct bmp280_dev *dev)
    

  2. {
    

  3.     int8_t rslt;
    

  4.     uint8_t temp[6] = { 0 };
    


  5. 

  6.     rslt = null_ptr_check(dev);
    

  7.     if ((rslt == BMP280_OK) && (uncomp_data != NULL))
    

  8.     {
    

  9.         rslt = bmp280_get_regs(BMP280_PRES_MSB_ADDR, temp, 6, dev);
    

  10.         if (rslt == BMP280_OK)
    

  11.         {
    

  12.             uncomp_data->uncomp_press =
    

  13.                 (int32_t) ((((uint32_t) (temp[0])) << 12) | (((uint32_t) (temp[1])) << 4) | ((uint32_t) temp[2] >> 4));
    

  14.             uncomp_data->uncomp_temp =
    

  15.                 (int32_t) ((((int32_t) (temp[3])) << 12) | (((int32_t) (temp[4])) << 4) | (((int32_t) (temp[5])) >> 4));
    

  16.             rslt = st_check_boundaries((int32_t)uncomp_data->uncomp_temp, (int32_t)uncomp_data->uncomp_press);
    

  17.         }
    

  18.         else
    

  19.         {
    

  20.             rslt = BMP280_E_UNCOMP_DATA_CALC;
    

  21.         }
    

  22.     }
    

  23.     else
    

  24.     {
    

  25.         rslt = BMP280_E_NULL_PTR;
    

  26.     }
    


  27. 

  28.     return rslt;
    

  29. }






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桃乐丝 发表于 2025-10-4 12:00 | 显示全部楼层
很不错，在这个基础上修改下，就可以拿到项目上用的。比AI写的要靠谱多了
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