第14周---溫濕度傳感器采集

• 實驗目的
• “軟件I2C”和“硬件I2C”
• 溫濕度數據采集

實驗目的

學習I2C總線通信協議，完成基于I2C硬件協議的AHT20溫濕度傳感器的數據采集，并將采集的溫度-濕度值通過串口輸出。具體任務：

1）解釋什么是“軟件I2C”和“硬件I2C”？ （閱讀野火配套教材的第23章“I2C–讀寫EEPROM”原理章節）

2）閱讀AHT20數據手冊，編程實現：每隔2秒鐘采集一次溫濕度數據，并通過串口發送到上位機（win10）。

安裝 Ardunio IDE 和相關軟件支持庫，在Ardunio 完成STM32板子的串口通信程序：1）持續向串口輸出“Hello world！”；2）當接收到“stop!”時，停止輸出。

大概是受到Ardunio IDE的啟發，網上有一個國人版的MCU集成開發平臺， stduino IDE（http://www.stduino.com/pindex.php），請試玩之，然后談一下體會，比如：已經有了Keil、Ardunio，覺得是否還有必要“再造車輪”？

“軟件I2C”和“硬件I2C”

I2C 通訊協議(Inter－Integrated Circuit)是由 Phiilps 公司開發的，由于它引腳少，硬件實
現簡單，可擴展性強，不需要 USART、CAN 等通訊協議的外部收發設備，現在被廣泛地
使用在系統內多個集成電路(IC)間的通訊。
在計算機科學里，大部分復雜的問題都可以通過分層來簡化。如芯片被分為內核層和
片上外設；STM32 標準庫則是在寄存器與用戶代碼之間的軟件層。對于通訊協議，我們也
以分層的方式來理解，最基本的是把它分為物理層和協議層。物理層規定通訊系統中具有
機械、電子功能部分的特性，確保原始數據在物理媒體的傳輸。協議層主要規定通訊邏輯，
統一收發雙方的數據打包、解包標準。簡單來說物理層規定我們用嘴巴還是用肢體來交流，
協議層則規定我們用中文還是英文來交流。
1、軟件I2C
將芯片的兩個GPIO引腳分別用作SCL及SDA，按照I2C的時序要求，直接控制引腳的輸出信號(若是接收數據時則讀取 SDA 電平)，就可以實現I2C通訊。由于是直接控制GPIO引腳的高低電平產生通訊時序，需要由CPU控制每個時刻的引腳狀態，所以稱為“軟件模擬協議”方式即軟件I2C方式。

2、硬件I2C
硬件I2C對應芯片上的I2C外設，具有相應的I2C驅動電路，其所使用的I2C管腳也是專用的，因而效率要遠高于軟件模擬的I2C，但是程序較為繁瑣。硬件I2C是直接調用內部寄存器進行配置。
對于硬件I2C來說，它需要I2C片上外設專門負責實現I2C通訊協議，只要配置好該外設，它就會自動根據協議要求產生I2C的通訊信號，收發數據并緩存起來，CPU只要檢測該外設的狀態和訪問數據寄存器，就能完成數據收發。這種由硬件外設處理I2C協議的方式減輕了CPU的工作負擔，并且使軟件開發更簡單。

溫濕度數據采集

數據采集的程序我使用的是野火的模板，相關代碼如下：

#include "led.h" #include "usart.h" #include "temhum.h"int main(void){ u32 CT_data[2]={0};volatile float hum=0,tem=0; delay_init(); //延時函數初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位響應優先級uart_init(115200); //串口初始化為115200LED_Init(); //LED端口初始化temphum_init(); //ATH20初始化 while(1){AHT20_Read_CTdata(CT_data); //不經過CRC校驗，直接讀取AHT20的溫度和濕度數據 hum = CT_data[0]*100*10/1024/1024; //計算得到濕度值（放大了10倍）tem = CT_data[1]*200*10/1024/1024-500;//計算得到溫度值（放大了10倍）printf("濕度:%.1f%%\r\n",(hum/10));printf("溫度:%.1f度\r\n",(tem/10));printf("\r\n");//延時2s,LED閃爍提示串口發送狀態LED=0;delay_ms(1000);LED=1;delay_ms(1000);}}

燒錄程序之后的結果：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第14周---温湿度传感器采集的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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