最近更新产品功能的时候使用到SensirionSHT30(温湿度传感器),虽说官网上有例程(STM32F100RB),但用的是软件模拟I2C时序控制SHT30进行温湿度读取,我用的是S9KEA128的硬件I2C

1、引脚定义好了,话不多说,开始看数据手册:

PIN

Name

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1

SDA

数据引脚;上拉10K电阻到VDD

2

ADDR

地址选择引脚;

GND地址为0x44

VDD地址为0x45

3

ALERT

不用必须悬空!!!(可以设置温度、湿度值,超过对应值会输出)

4

SCL

时钟引脚;上拉10K电阻到VDD

5

VDD

电源:2.15V-5.5V

6

nRESET

复位引脚;未使用,需通过一个大于2kΩ的电阻连接到VDD,但是!!!数据手册又说,能不已经上拉了一个50kΩ的电阻到VDD

7

R

未使用,连接到VDD

8

VSS

GND


2、工作模式

  2.1 单次数据采集模式:

  单次数据采集模式按照可重复性分为3类:HighMediumLow

按照clock stretching可分为2类:enabled clock stretchingdisabled clock stretching

 

 

主机发送开始信号—>主机发送地址(写)—>等待应答—>主机发送指令的高80x2C—>等待应答—>主机发送指令的低80x06—>等待应答—>主机发送停止信号—>SCL free(延时1ms—>主机发送开始信号—>主机发送地址(读)—>分为两种模式:单次数据采集过程:(以指令0x2C06为例):

enabled clock stretching

等待应答—>SCL pulled low—>主机读温度高8—>主机发送应答—>主机读温度低8—>主机发送应答—>主机读温度校验值—>主机发送应答—>主机读湿度高8—>主机发送应答—>主机读湿度低8—>主机发送应答—>主机读湿度校验值—>主机发送不应答—>主机发送停止信号

disabled clock stretching

主机等待不应答信号—>主机发送停止信号—>SCL free(延时1ms—>主机发送开始信号—>主机发送地址(读)—>等待应答—>主机读温度高8—>主机发送应答—>主机读温度低8—>主机发送应答—>主机读温度校验值—>主机发送应答—>主机读湿度高8—>主机发送应答—>主机读湿度低8—>主机发送应答—>主机读湿度校验值—>主机发送不应答—>主机发送停止信号

 

 

 

 

定期数据采集模式:(以指令0x2130为例):

注:0x21301s采集1次数据项目中用的就是定期数据采集模式:

主机发送开始信号—>主机发送地址(写)—>主机等待应答—>主机发送定期采集数据模式指令高80x21—>主机等待应答—>主机发送定期采集数据模式指令低80x30—>主机等待应答

上面是如何将SHT30设置为1s采集1次数据,程序中需要不停的给SHT30写读取数据指令0xE000来读取数据:

主机发送开始信号—>主机发送地址(写)—>主机等待应答—>主机发送读取数据指令的高80xE000—>主机等待应答—>主机发送读取数据指令的低80x00—>主机等待应答—>主机发送开始信号—>主机发送地址(读)—>主机等待应答—>主机读温度高8—>主机发送应答—>主机读温度低8—>主机发送应答—>主机读温度校验值—>主机发送应答—>主机读湿度高8—>主机发送应答—>主机读湿度低8—>主机发送应答—>主机读湿度校验值—>主机发送不应答—>主机发送停止信号

 

上代码:

void Init_I2C(void)

{

// ICS_ConfigType ICS_set={0};/* Declaration of ICS_setup structure */

// ICS_set.u8ClkMode=ICS_CLK_MODE_FEI;

// ICS_set.bdiv=0;

// ICS_Init(&ICS_set);/*Initialization of Core clock at 48 MHz, Bus Clock at 24 MHz*/

 

SIM->SCGC |= SIM_SCGC_I2C1_MASK;

I2C1->C1 |= 1<<7;//使能IIC。

I2C1->F = 0x1e;//设置IIC的波特率为100Khz

I2C baud rate = I2C module clock speed (Hz)/(mul × SCL divider)

注:因为BUS20Mhz 所以查数据手册只有0x1e算出来最接近100Khz

如果BUS24Mhz,可以选择0x1f

}

void Sht30_Start(void)

{

I2C1->C1 |= I2C_C1_TX_MASK;

I2C1->C1 |= I2C_C1_MST_MASK;

}

 

void Sht30_Stop(void)

{

I2C1->C1 &= ~I2C_C1_MST_MASK;

}

 

void Sht30_SendByte(uint8_t Byte)

{

// while(!(I2C1->S1 & 0x80)) ;//传输完成标志

I2C1->C1 |= I2C_C1_TX_MASK;//选择发送模式

I2C1->D = Byte;

while(!(I2C1->S1 & 0x02)) ;//中断挂起

I2C1->S1 |= 0x02 ;//清除中断标志

while((I2C1->S1 & 0x01)) ;//等待应答信号

}

 

void Sht30_ReadByte1(uint8_t *data , uint8_t ack)

{

while(!(I2C1->S1 & 0x80)) ;//传输完成标志

I2C1->C1 &= ~I2C_C1_TX_MASK;//选择接收模式

if(ack)

I2C1->C1 &= ~I2C_C1_TXAK_MASK;

else

I2C1->C1 |= I2C_C1_TXAK_MASK;

*data = I2C1->D ;

while(!(I2C1->S1 & 0x02)) ;//中断挂起

I2C1->S1 |= 0x02 ;//清除中断标志

}

 

//系统Init的时候调用一次这个函数

void Sht30_InitPeriod(void)

{

Sht30_Start() ;

Sht30_SendByte(0x88) ;

Sht30_SendByte(0x21) ;

Sht30_SendByte(0x30) ;

Sht30_Stop() ;

delay_s1(150) ;

 

// I2C_MasterSendWait(I2C1,(SHT30ADDR),&Sht3xPeriodInitCommand[0],2) ;

// delay_s1(150) ;

}

 

void GetData(void)

{

uint8_t check_data = 0 ;

    uint16_t rawValueTemp; // temperature raw value from sensor

    uint16_t rawValueHumi; // humidity raw value from sensor

 

Sht30_Start() ;

Sht30_SendByte(0x88) ;

Sht30_SendByte(0xe0) ;

Sht30_SendByte(0x00) ;

delay_s1(50) ;

 

I2C1->C1 |= 1<<2;//重启IIC

 

Sht30_Start() ;

Sht30_SendByte(0x89) ;

// delay_s1(1) ;

 

Sht30_ReadByte1(&SenData[0] , 1) ;//启动I2C数据读取

Sht30_ReadByte1(&SenData[0] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[1] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[2] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[3] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[4] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[5] , 0) ;

delay_s1(1) ;

Sht30_Stop() ;

 

check_data = SenData[2] ;

 

if(SHT3X_CalcCrc(SenDataPeriod , 2 , check_data))

{

rawValueTemp = ((SenDataPeriod[0] << 8) | SenDataPeriod[1]) ;

}

check_data = SenData[5] ;

 

if(SHT3X_CalcCrc(&SenDataPeriod[3] , 2 , check_data))

{

rawValueHumi = ((SenDataPeriod[3] << 8) | SenDataPeriod[4]) ;

}

 

    temperature = (uint8_t)SHT3X_CalcTemperature(rawValueTemp);

    humidity = (uint8_t)SHT3X_CalcHumidity(rawValueHumi);

 

uint8_t test_data = 0 ;

}

 

//CRC校验

#define POLYNOMIAL 0x131 // P(x) = x^8 + x^5 + x^4 + 1 = 100110001

static uint8_t SHT3X_CalcCrc(uint8_t data[], uint8_t nbrOfBytes , uint8_t checksum)

{

uint8_t bit; // bit mask

uint8_t crc = 0xFF; // calculated checksum

uint8_t byteCtr; // byte counter

 

    // 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 0 ;

 

    return crc;

}

 

CRC校验:

1、选择一个数据X当作除数(这个数可以随意选择,也可以按照标准选择(通过多项式进行选择),但是最高位和最低位都必须为1

2、X写成二进制(位数为K),在要发送的数据A后加上K-10组成一个新的数据Y

3、Y除以X,得到的余数就是校验码Z(这里的除法为模2除法)余数的位数一定要是比除数位数只能少一位,哪怕前面位是0,甚至是全为0(附带好整除时)也都不能省略

4、在要发送的数据A后加上Z,组成新的数据A1,发送给接收端

5、接收端收到数据A2后,除以X,如果没有余数,则传输正确,否则,出错;

2除法:

1111000除以1101:

 

 


CRC校验举例:列出10011100的校验码
1111000除以1101

1、多项式GX = X^3 + X^2 + 1,将多项式转换为二进制,多项式的总位数等于最高次幂+1,3+1=4,多项式中只列出二进制为1的位,所以除数的二进制为1101

2、前面步骤2,组成新的数据就是在10011100后加上30,新的数据为10011100000

3、用新的数据10011100000除以除数1101,得到余数001

 

 

4、将10011100后加上001组成新的数据10011100001,发送到接收端,接收端接收到的数据除以除数1101,如果没有余数,传输正确,否则,传输出错。

5、有兴趣的可以算算11011100的校验码,多项式GX = X^4 + X^3 + 14、将10011100后加上001组成新的数据10011100001,发送到接收端,接收端接收到的数据除以除数1101,如果没有余数,传输正确,否则,传输出错。

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