AHT20温湿度传感器的数据采集
目录
- 一.I2C
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- 二.温湿度传感器的数据采集
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- 三.参考
一.I2C
1.I2C通讯协议介绍
I2C总线是PHLIPS公司在20世纪80年代推出的一种串行总线。具有引脚少，硬件实现简单，可扩展性强的优点。I2C总线的另一优点是支持多主控，总线上任何能够进行发送/接收数据的设备都可以占领总线。当然，任意时间点上只能存在一个主控。
I2C即是一种总线，也是一种通讯协议。在嵌入式开发中，通讯协议可分为两层：物理层和协议层。物理层是数据在物理媒介传输的保障；协议层主要是规定通讯逻辑，同一收发双方的数据打包、解包标准。打个比方，物理层相当于现实中的公路，而协议层则是交通规则，汽车可以在路上行驶，但是需要交通规则对行驶规则进行约束，不然将出现危险，也就是数据传输紊乱、丢包。
（1）物理层
(1) 在I2C通讯总线上，可连接多个I2C通讯设备，支持多个通讯主机和多个通讯从机
(2) I2C通讯只需要两条双向总线：串行数据线(SDA)，串行时钟线(SCL)。数据线用于传输数据，时钟线用于同步数据收发
(3) 每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机正是利用该地址对设备进行访问
(4) SDA和SCL总线都需要接上上拉电阻，当总线空闲时，两根线均为高电平。连接到总线上的任意器件输出低电平都会将总线信号拉低。即各器件的SDA和SCL都是线与的关系
(5) 多个主机同时使用总线时，需要用仲裁方式决定哪个设备占用总线，不然数据将会产生冲突
(6) 串行的8位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbps，快速模式下可达400kbps，高速模式下可达3.4Mbps(目前大多数I2C设备还不支持高速)
（2） 协议层**
协议层规约了通讯的起始、停止信号，数据有效性、响应、冲裁同步、地址广播等。
2.“软件I2C”和“硬件I2C
硬件 I2C：对应芯片上的I2C外设，有相应I2C驱动电路，其所使用的I2C管脚也是专用的，因而效率要远高于软件模拟的I2C；一般也较为稳定，但是程序较为繁琐。硬件（固件）I2C是直接调用内部寄存器进行配置；而软件I2C是没有寄存器这个概念的。
软件 I2C：一般是使用GPIO管脚，用软件控制SCL,SDA线输出高低电平，模拟i2c协议的时序。
区别：
硬件I2C的效率要远高于软件的，而软件I2C由于不受管脚限制，接口比较灵活。
模拟I2C 是通过GPIO，软件模拟寄存器的工作方式，而硬件（固件）I2C是直接调用内部寄存器进行配置。如果要从具体硬件上来看，可以去看下芯片手册。因为固件I2C的端口是固定的，所以会有所区别。
至于如何区分它们
可以看底层配置，比如IO口配置，如果配置了IO口的功能（IIC功能）那就是固件IIC，否则就是模拟
可以看IIC写函数，看里面有木有调用现成的函数或者给某个寄存器赋值，如果有，则肯定是固件IIC功能，没有的话肯定是数据一个bit一个bit模拟发生送的，肯定用到了循环，则为模拟。
二.温湿度传感器的数据采集
1.实验要求
(1)每隔2秒钟采集一次温湿度数据
(2)并通过串口发送到上位机（win10）
2.主要代码块
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "temhum.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
int main(void)
{
u32 CT_data[2]={0};
volatile float hum=0,tem=0;
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_Init(); //LED端口初始化
temphum_init(); //ATH20初始化
while(1)
{
AHT20_Read_CTdata(CT_data); //不经过CRC校验，直接读取AHT20的温度和湿度数据
hum = CT_data[0]*100*10/1024/1024; //计算得到湿度值（放大了10倍）
tem = CT_data[1]*200*10/1024/1024-500;//计算得到温度值（放大了10倍）
printf("湿度:%.1f%%\r\n",(hum/10));
printf("温度:%.1f度\r\n",(tem/10));
printf("\r\n");
//延时2s,LED闪烁提示串口发送状态
LED=0;
delay_ms(1000);
LED=1;
delay_ms(1000);
}
}
也可以进GitHub地址下载代码
3.实验结果
下图是串口每隔2s发送的温湿度数据，当用手捂住AHT20模块时可以发现温湿度迅速升高；当手离开AHT20模块时温湿度又逐渐降低。
三.参考
1.博客借鉴
2.参考文章及书籍：
（1）《零死角玩转STM32—F103指南者》
（2）《STM32F1开发指南(精英版)-库函数版本_V1.2》