模拟IIC读取SHT30温湿度传感器数据
时间：2023-02-23 14:00:00
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- 1 i2c.c
- 2 i2c.h
- 3 crc.c
- 4 crc.h
1 i2c.c
/** * @brief SHT使用模拟30温湿度传感器IIC读取数据 */ #include#include "sht30.h" #include "crc.h" /** * @brief i2c延迟函数，延迟时间 > 4us * @param 无 * @retval 无 * @note 可用逻辑分析仪测量I2C通信时频率工作条件 */ static void i2c_delay(void) { int i; for (i=0; i<10; i ) { asm("nop"); // 空语句 } } /** * @brief i2c SCL 拉高 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_scl_high(void) { HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SCL_PORT, SHT30_SCL_PIN, GPIO_PIN_SET); } /** * @brief i2c SCL 拉低 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_scl_low(void) { HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SCL_PORT, SHT30_SCL_PIN, GPIO_PIN_RESET); } /** * @brief i2c SDA 拉高 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_sda_high(void) { HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN, GPIO_PIN_SET); } /** * @brief i2c SDA 拉低 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_sda_low(span class="token keyword">void) { HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN, GPIO_PIN_RESET); } /** * @brief 读取SDA线上的值 * @param 无 * @retval 读取到的值，0或1 */ static uint8_t i2c_read_sda_value(void) { return HAL_GPIO_ReadPin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN);; } /** * @brief i2c的起始信号 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_start(void) { /* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */ i2c_scl_high(); i2c_sda_high(); i2c_delay(); i2c_sda_low(); i2c_delay(); i2c_scl_low(); i2c_delay(); } /** * @brief i2c的停止信号 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_stop(void) { /* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */ i2c_sda_low(); i2c_scl_high(); i2c_delay(); i2c_sda_high(); } /** * @brief i2c 发送一个字节 * @param 要发送的数据 * @retval 无 */ void i2c_write_byte(uint8_t data) { uint8_t i; i2c_scl_low(); i2c_delay(); /* 先发送字节的高位 bit7 */ for (i = 0; i < 8; i++) { if (data & 0x80) { i2c_sda_high(); } else { i2c_sda_low(); } i2c_delay(); i2c_scl_high(); i2c_delay(); i2c_scl_low(); if (i == 7) { i2c_sda_high(); // 释放总线 } data <<= 1; // 左移一个bit i2c_delay(); } } /** * @brief i2c 读取一个字节 * @param 无 * @retval 无 */ uint8_t i2c_read_byte(void) { uint8_t i; uint8_t value; /* 读到第1个bit为数据的bit7 */ value = 0; for (i = 0; i < 8; i++) { value <<= 1; i2c_scl_high(); i2c_delay(); if (i2c_read_sda_value() != 0) { value++; } i2c_scl_low(); i2c_delay(); } return value; } /** * @brief CPU等待从设备的应答信号 * @param 无 * @retval 0表示正确应答，1表示无应答 */ static uint8_t i2c_wait_ack(void) { uint8_t ret; i2c_sda_high(); /* CPU释放SDA总线 */ i2c_delay(); i2c_scl_high(); /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */ i2c_delay(); if ( i2c_read_sda_value() == 1 ) /* CPU读取SDA口线状态 */ { ret = 1; } else { ret = 0; } i2c_scl_low(); i2c_delay(); return ret; } /** * @brief CPU产生一个ACK信号 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_ack(void) { i2c_sda_low(); /* CPU驱动SDA = 0 */ i2c_delay(); i2c_scl_high(); /* CPU产生1个时钟 */ i2c_delay(); i2c_scl_low(); i2c_delay(); i2c_sda_high(); /* CPU释放SDA总线 */ } /** * @brief CPU产生一个 NACK 信号 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_Nack(void) { i2c_sda_high(); /* CPU驱动SDA = 1 */ i2c_delay(); i2c_scl_high(); /* CPU产生1个时钟 */ i2c_delay(); i2c_scl_low(); i2c_delay(); } /** * @brief i2c 发送多个字节 * @param 要发送的从机的地址 * @param 指向要写入的的数据的指针 * @param 要写入的数据的长度 * @retval 成功返回0，失败返回-1 */ int i2c_write_bytes(uint8_t addr, uint8_t *write_buff, uint8_t buff_size ) { uint16_t i, j; // 1. 发送一个停止信号 i2c_stop(); /* 通过检查器件应答的方式，判断内部写操作是否完成, 一般小于 10ms CLK频率为200KHz时，查询次数为30次左右 */ for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++) { // 2. 发起I2C总线启动信号 i2c_start(); // 3. 发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_WRITE ); // 4. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 if (i2c_wait_ack() == 0) { break; } } if (i == SHT30_INQUIRE_CNT) { goto cmd_fail; // 写超时 } for (i=0; i<buff_size; ++i) { for (j=0; j<SHT30_INQUIRE_CNT; j++) { // 5. 发送数据 i2c_write_byte(write_buff[i]); // 6. 等待ACK if (i2c_wait_ack() == 0) { break; } } if (j == SHT30_INQUIRE_CNT) { goto cmd_fail; /* 从器件无应答 */ } } // 7. 发送停止信号 i2c_stop(); return 0; cmd_fail: i2c_stop(); // 发送写超时 return -1; } /** * @brief i2c 发送多个字节 * @param 要发送的从机的地址 * @param 指向要读取的数据的指针 * @param 要读取的数据的长度 * @retval 成功返回0，失败返回-1 */ int i2c_read_bytes(uint8_t addr, uint8_t *read_buff, uint8_t buff_size) { uint16_t i; for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++) { /* 1. 发起I2C总线启动信号 */ i2c_start(); /* 2. 读的话，先写入从机地址 */ i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_WRITE); /* 3. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ if (i2c_wait_ack() == 0) { break; } } if (i == SHT30_INQUIRE_CNT) { goto cmd_fail; // 写超时 } for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++) { /* 4. 重新启动I2C总线。前面的代码的目的是传送地址，下面开始读取数据 */ i2c_start(); /* 5. 发送读控制 */ i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_READ); /* 6. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ if (i2c_wait_ack() == 0) { break; } } if (i == SHT30_INQUIRE_CNT) { goto cmd_fail; // 写超时 } /* 7. 循环读取数据 */ for (i=0; i<buff_size; i++) { read_buff[i] = i2c_read_byte(); /* 读1个字节 */ /* 每读完1个字节后，需要发送Ack， 最后一个字节不需要Ack，发Nack */ if (i != buff_size - 1) { i2c_ack(); // 中间字节读完后，CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0) } else { i2c_Nack(); // 最后1个字节读完后，CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1) } } /* 8. 发送I2C总线停止信号 */ i2c_stop(); return 0; /* 执行成功 */ cmd_fail: i2c_stop(); // 发送写超时 return -1; } /** * @brief I2C初始化 * @param 无 * @retval 无 */ void i2c_init(void) { i2c_stop(); } /** * @brief 读取sht30温湿度传感器的值 * @param 指向存储温度值的指针 * @param 指向存储湿度值的指针 * @retval 成功返回0，失败返回-1 */ int read_sht30_data(float *temp, float *humi) { uint8_t writeData[2] = { 0x2C, 0x06}; uint8_t readData[6] = { 0}; do { if (i2c_write_bytes(SHT30_ADDR, writeData, 2) == -1) { return -1; } HAL_Delay(20); if (i2c_read_bytes(SHT30_ADDR, readData, 6) == -1) { return -1; } }while( Crc8(&readData[0], 2)!=readData[2] || Crc8(&readData[3], 2)!=readData[5] ); *temp = (1.0*175*(readData[0]*256 + readData[1])) / 65535.0 - 45; *humi = (1.0*100*(readData[3]*256 + readData[4])) / 65535.0; return 0; }
2 i2c.h
#ifndef _SHT30_H_
#define _SHT30_H_
#include "stm32l0xx_hal.h"
#define I2C_WRITE (0)
#define I2C_READ (1)
#define SHT30_INQUIRE_CNT (500)
#define SHT30_ADDR (0x44)
#define SHT30_SCL_PORT GPIOB
#define SHT30_SCL_PIN GPIO_PIN_7 // GPIO_MODE_OUTPUT_PP
#define SHT30_SDA_PORT GPIOB
#define SHT30_SDA_PIN GPIO_PIN_6 // GPIO_MODE_OUTPUT_OD
void i2c_init(void);
int read_sht30_data(float *temp, float *humi);
#endif /* sht30.h */
3 crc.c
/** * @brief CRC8和CRC16校验 */
#include "crc.h"
/** * @brief crc8校验函数，多项式为 x^8 + x^5 + x^4 + 1 * @param data 要校验的数据 * @param len 要校验的数据的字节数 * @retval 校验结果 * @note 该校验适合SHT3温湿度传感器的数据校验 */
uint8_t Crc8(uint8_t *data, int len)
{
const uint8_t POLYNOMIAL = 0x31;
uint8_t crc = 0xFF;
int i, j;
for (i=0; i<len; ++i)
{
crc ^= *data++;
for (j=0; j<8; ++j)
{
crc = ( crc & 0x80 )? (crc << 1) ^ POLYNOMIAL: (crc << 1);
}
}
return crc;
}
/* CRC16校验表 */
const uint16_t crctalbeabs[] = {
0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00, 0x2800, 0xE401,
0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401, 0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400
};
/** * @brief crc8校验函数，多项式为 x^16 + x^15 + x^2 + 1 * @param ptr 要校验的数据 * @param len 要校验的数据的字节数 * @retval 校验结果 * @note 该校验适合Modbus的数据校验 */
uint16_t Crc16(uint8_t *ptr, uint16_t len)
{
uint16_t crc = 0xffff;
uint16_t i;
uint8_t ch;
for (i = 0; i < len; i++) {
ch = *ptr++;
crc = crctalbeabs[(ch ^ crc) & 15] ^ (crc >> 4);
crc = crctalbeabs[((ch >> 4) ^ crc) & 15] ^ (crc >> 4);
}
return crc;
}
//const uint8_t crctablehi[] = {
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
// 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
// 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
// 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
// 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
// 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
// 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
// 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
// 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40
//};
///* Table of CRC values for low–order byte */
//const uint8_t crctablelo[] = {
// 0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4,
// 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
// 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD,
// 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
// 0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7,
// 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
// 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE,
// 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
// 0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2,
// 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
// 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB,
// 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
// 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91,
// 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
// 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88,
// 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
// 0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,
// 0x40
//};
//
//uint16_t Crc16(uint8_t *ptr, uint16_t len)
//{
// uint8_t crchi = 0xff;
// uint8_t crclo = 0xff;
// uint16_t index;
// while (len--)
// {
// index = crclo ^ *ptr++;
// crclo = crchi ^ crctablehi[index];
// crchi = crctablelo[index];
// }
//
// return (crchi << 8 | crclo);
//}
4 crc.h
#ifndef _CRC_H_
#define _CRC_H_
#include 
