01 模塊來源

模塊實物展示：

02 規格參數

工作電壓：2.4-5.5V 工作電流：0.2~1500uA 溫度測量范圍：-40~125℃ 溫度測量精度：±0.3℃ 濕度測量范圍：0~100%RH 濕度測量精度：±2%RH 輸出方式: IIC 管腳數量：4 Pin 以上信息見廠家資料文件

03 移植過程

我們的目標是將例程移植至CW32F030C8T6開發板上【測量溫濕度的功能】。首先要獲取資料，查看數據手冊應如何實現讀取數據，再移植至我們的工程。

3.1 查看資料

SHT30是采用的IIC通信，所以首先要了解IIC的地址與時序，再確定根據寄存器的設置。

模塊原理圖

SHT30地址

??數據手冊上說明，當ADDR引腳接入VSS（接地）時，地址為0X44。而原理圖上已經通過R14這個下拉電阻接地。不過需要注意的是，實際地址為 0X44 左移一位，因需要空出最低位給讀寫位，所以實際的地址是 0X44 << 1。

測量模式

??SHT30有兩種測量模式，分別是單次測量模式和周期測量模式。

??在單次測量模式下，發出一個測量命令就觸發一次數據采集。每個數據都由一個16位的溫度值和一個16位的濕度值(按此順序)組成。在傳輸過程中，每個數據值后面總是跟著一個CRC校驗和。但是在該模式下又分有時鐘拉伸模式和時鐘不拉伸模式，具體情況見下圖。

??并且在單次測量模式下，可以選擇不同的測量命令。它們在可重復性(低、中、高)和時鐘拉伸(啟用或禁用)方面有所不同。這里的可重復性設置影響測量持續時間，從而影響傳感器的總體能耗。

??在周期測量模式下，時鐘拉伸模式禁用，但是可以分為高中低的可重復性測量，測量周期為0.5、1、2、4、10（單位 次/秒）（這種模式下最快的測量速度是1秒10次）如果傳感器在一種工作模式下正在測量數據，此時要發送其他命令（推薦先發送一次中斷命令），讓傳感器停止當前的測量，進入單次測量模式，然后再發送命令。這里需要注意：如果測量頻率過高，會導致傳感器自熱。

??設置好周期測量模式的測量周期和可重復性強度后，隨時可以進行測量讀取數據，需要發送一個讀取命令(0XE000)。一旦讀取時序結束之后，寄存器中的數值就會清零，如果這時再一次讀取數據將得到0。下一次測量結束后，寄存器的值就會重新寫入。

3.2 引腳選擇

接線表

3.3 移植至工程

工程模板參考入門手冊的工程模板

移植步驟中的導入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_sht30.c與bsp_sht30.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關代碼。

在文件bsp_sht30.c中，編寫如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */


#include "bsp_sht30.h"
#include "stdio.h"


double Temperature = 0.0, Humidity = 0.0;


/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：SHT30_GPIO_Init
 * 函 數 說 明：SHT30的引腳初始化
 * 函 數 形 參：無
 * 函 數 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void SHT30_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結構體


    RCC_SHT30_ENABLE();        // 使能GPIO時鐘


    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SCL|GPIO_SDA;             // GPIO引腳
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;           // 開漏輸出
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;              // 輸出速度高
    GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct);              // 初始化
}




/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：IIC_Start
 * 函 數 說 明：IIC起始時序
 * 函 數 形 參：無
 * 函 數 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Start(void)
{
        SDA_OUT();
        SCL(1);
        SDA(0);


        SDA(1);
        delay_us(5);
        SDA(0);
        delay_us(5);


        SCL(0);
}
/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：IIC_Stop
 * 函 數 說 明：IIC停止信號
 * 函 數 形 參：無
 * 函 數 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Stop(void)
{
        SDA_OUT();
        SCL(0);
        SDA(0);


        SCL(1);
        delay_us(5);
        SDA(1);
        delay_us(5);


}


/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：IIC_Send_Ack
 * 函 數 說 明：主機發送應答或者非應答信號
 * 函 數 形 參：0發送應答  1發送非應答
 * 函 數 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Send_Ack(unsigned char ack)
{
        SDA_OUT();
        SCL(0);
        SDA(0);
        delay_us(5);
        if(!ack) SDA(0);
        else     SDA(1);
        SCL(1);
        delay_us(5);
        SCL(0);
        SDA(1);
}




/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：I2C_WaitAck
 * 函 數 說 明：等待從機應答
 * 函 數 形 參：無
 * 函 數 返 回：0有應答  1超時無應答
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
unsigned char I2C_WaitAck(void)
{


        char ack = 0;
        unsigned char ack_flag = 10;
        SCL(0);
        SDA(1);
        SDA_IN();


        SCL(1);
        while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )
        {
                ack_flag--;
                delay_us(5);
        }


        if( ack_flag <= 0 )
        {
                IIC_Stop();
                return 1;
        }
        else
        {
                SCL(0);
                SDA_OUT();
        }
        return ack;
}


/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：Send_Byte
 * 函 數 說 明：寫入一個字節
 * 函 數 形 參：dat要寫人的數據
 * 函 數 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void Send_Byte(u8 dat)
{
        int i = 0;
        SDA_OUT();
        SCL(0);//拉低時鐘開始數據傳輸


        for( i = 0; i < 8; i++ )
        {
                SDA( (dat & 0x80) >> 7 );
                delay_us(1);
                SCL(1);
                delay_us(5);
                SCL(0);
                delay_us(5);
                dat<<=1;
        }
}


/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：Read_Byte
 * 函 數 說 明：IIC讀時序
 * 函 數 形 參：無
 * 函 數 返 回：讀到的數據
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
unsigned char Read_Byte(void)
{
    unsigned char i,receive=0;
    SDA_IN();//SDA設置為輸入
    for(i=0;i<8;i++ )
    {
        SCL(0);
        delay_us(5);
        SCL(1);
        delay_us(5);
        receive<<=1;
        if( SDA_GET() )
        {
            receive|=1;
        }
        delay_us(5);
    }
        SCL(0);
    return receive;
}


/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：SHT31_Write_mode
 * 函 數 說 明：在周期模式下設置測量周期與可重復性命令
 * 函 數 形 參：dat設置命令
                常用的有：每一秒采集0.5次  0x2024
                          每一秒采集1次    0x2126
                          每一秒采集2次    0x2220
                          每一秒采集4次    0x2334
                          每一秒采集10次   0x2721
 * 函 數 返 回：
 * 作       者：LC
 * 備       注：
******************************************************************/
char SHT31_Write_mode(uint16_t dat)
{
        IIC_Start();


        // << 1 是將最后一位置0，設置為寫命令
        Send_Byte((0X44 << 1) | 0 );
        //返回0為產生了應答，返回1說明通信失敗
        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1;
        //發送命令的高8位
        Send_Byte((dat >> 8 ) );
        //返回0為產生了應答，返回1說明通信失敗
        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2;
        //發送命令的低8位
        Send_Byte(dat & 0xff );
        //返回0為產生了應答，返回1說明通信失敗
        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3;
//        IIC_Stop();
        return 0;
}


/******************************************************************
 * 函 數 名 稱：crc8
 * 函 數 說 明：CRC校驗
 * 函 數 形 參：data要校驗的數據地址     len要校驗的長度
 * 函 數 返 回：校驗后的值
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
unsigned char crc8(const unsigned char *data, int len)
{
        const unsigned char POLYNOMIAL = 0x31;
        unsigned char crc = 0xFF;
        int j, i;


        for (j=0; j> 8 ));
        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2;
        Send_Byte( dat & 0xff );
        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3;


        //如不使用超時判斷，很容易數據錯亂
        do
        {
                //超時判斷
                i++;
                if( i > 20 ) return 4;
                delay_ms(2);


                IIC_Start();
                Send_Byte((0X44 << 1) | 1 );//讀


        }while(I2C_WaitAck() == 1);        //讀取到溫濕度數據則結束讀命令




        //溫度高8位
        buff[0] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);
        //溫度低8位
        buff[1] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);
        //溫度CRC校驗值
        buff[2] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);
        //濕度高8位
        buff[3] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);
        //濕度低8位
        buff[4] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);
        //濕度CRC校驗值
        buff[5] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(1);


        IIC_Stop();


        //CRC校驗（將要校驗的數值帶入，查看計算后的校驗值是否和讀取到的校驗值一致）
        if( (crc8(buff,2) == buff[2]) && ( crc8(buff+3,2) == buff[5]) )
        {
                //計算溫度值
                data_16 =(buff[0]<<8) | buff[1];
                Temperature = (data_16/65535.0)*175.0 - 45;
                //計算濕度值
                data_16 = 0;
                data_16 =(buff[3]<<8) | buff[4];
                Humidity = (data_16/65535.0) * 100.0;


                return 0;
        }
        else
        {
                printf("校驗失敗
");
        }
        return 5;
}

?

在文件bsp_sht30.h中，編寫如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */
#ifndef _BSP_SHT30_H_
#define _BSP_SHT30_H_


#include "board.h"


extern double Temperature, Humidity;


#define u8 unsigned char


//端口移植
#define RCC_SHT30_ENABLE()  __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define PORT_SHT30               CW_GPIOB




#define GPIO_SDA                 GPIO_PIN_8
#define GPIO_SCL                 GPIO_PIN_9


//SDA輸入模式
#define SDA_IN()    {      
                        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                
                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                 
                        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;   
                        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;         
                        GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct);         
                    }
//SDA輸出模式
#define SDA_OUT()   {     
                        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                
                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                 
                        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;      
                        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;         
                        GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct);         
                     }
//獲取SDA引腳的電平變化
#define SDA_GET()       GPIO_ReadPin(PORT_SHT30, GPIO_SDA)
//SDA與SCL輸出
#define SDA(x)          GPIO_WritePin(PORT_SHT30, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET ) )
#define SCL(x)          GPIO_WritePin(PORT_SHT30, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET ) )






void SHT30_GPIO_Init(void);
char SHT30_Read(uint16_t dat);


#endif

?04 移植驗證

在自己工程中的main主函數中，編寫如下。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_sht30.h"


int32_t main(void)
{
    board_init();        // 開發板初始化


    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200


    SHT30_GPIO_Init();


    printf("start
");
    while(1)
    {
        SHT30_Read(0xe000);


        printf("Temp = %.2f
",Temperature);
        printf("Humi = %.2f
",Humidity);
        printf("
");
        delay_ms(1000);


    }
}

移植現象：每隔1秒讀取一次溫濕度，并通過串口輸出。