1. 背景

工作中，需要使用到SHT21温湿度传感器。相关手册：SHT21

由于焊接问题，一些芯片存在通信异常初始化失败的问题。因此，代码中采用了极端的异常处理。（不断复位初始化）

1.1 简单的芯片数据

SHT21
湿度和温度传感器IC
包含：
(1)电容相对湿度传感器
(2)带间隙温度传感器
-------------------------
包括，放大器，AD转换器，OTP存储器和数字处理单元

解析度，12位 0.04
8位 0.7

建议传感器在正常范围内工作，长期暴露在正常条件下，特别是湿度超过80%RH在可能暂时抵消的环境中RH加速老化的信号。

对光不敏感，但长期暴露在阳光或强紫外线辐射下可能会使传感器老化。

注意：
如果SCL和SDA并行走线，超过10条cm可能导致串扰和通信中断。
通过信号之间的路由VDD 和/或 VSS 和/或 用屏蔽电缆解决。
此外 降低SCL信号可能会改善频率。
电源引脚（VDD和VSS）必须使用100nf去耦电容。

为避免信号竞争，MCU需要仅将SDA、SCL驱动为低电平。需要外部上拉电阻（10K）。

1.2 关于使用

第一步是将传感器上电至 VDD（2.1V~3.6V）
上电后，传感器在SCL高电平时最多需要15ms进入空闲状态，即准备接收自主机MCU的命令

1.3 IIC通信

(1)每次通信传输 需要以 起始条件 开始，以 结束条件 结束。
(2)发送起始条件后，需要发送 设备地址（0x81/0x80 读写）
(3)温度为 1110 0011 相对湿度为 1110 0101 。
(4)等待测量完成

基本命令：
触发温度测量（hold master） 1110 0011 0xe3
触发相对湿度测量（hold master） 1110 0101 0xe5

触发温度测量（no hold master） 1111 0011 0xf3
触发相对湿度测量（no hold master） 1111 0101 0xf5

写用户寄存器
读取用户寄存器
软件复位

1.4 保持主机模式和主机模式

保持：
不保持：

1.5 注意事项

转换时间：
测量持续时间 为ms级(默认)
相对湿度为12位，22位~29ms
14位温度测量，66~85ms

2. 代码实现

2.1 函数的初始化和测量

测量时，启动测量，等待转换完成，读取数据，停止测量。

SHT21_Measurement函数，每10ms进一次。第九次进入(90次ms），第12次经过（120-90=30ms）

#include "main.h"  #define CNT_NUM 50 /*----------------------------------------------------------------------------*/  extern void SHT2x_SoftReset(void); extern void SHT2x_SetResolution(SHT2x_Resolution res);  extern uint8_t SHT2x_ReadUserReg(void);  extern uint16_t SHT2x_GetRaw_Rx(void); extern void     SHT2x_GetRaw_Tx(uint8_t cmd);  extern uint16_t config_read(uint16_t readAddr); extern void config_write(uint16_t writeAddr,uint16_t writeData); extern int modbus_ReportResetCnt(void); void init_SHT21(void) {     SHT2x_SoftReset();     HAL_Delay(20);  //SHT2x_SetResolution(RES_14_12);     SHT2x_GetRaw_Tx(SHT2x_READ_TEMP_NOHOLD);          //读取复位次数     g_RebootCnt = config_read(REG_ADDR_REBOOT_CNT);     if(g_RebootCnt>CNT_NUM)     {         uint16_t data = SHT2x_GetRaw_Rx();                  if(data!=0||g_RebootCnt==0xFFFF)///阅读成功或首次运行需要清除计数标志         {             g_RebootCnt = 0;             config_write(REG_ADDR_REBOOT_CNT,g_RebootCnt);             SHT2x_GetRaw_Tx(SHT2x_READ_TEMP_NOHOLD);         }     }     ////阅读主动复位总数     g_RebootCntTotal = config_read(REG_ADDR_REBOOT_CNT_TOTAL);     if(g_RebootCntTotal==0xFFFF)//首次运行，未清零     {         g_RebootCntTotal=0;         config_write(REG_ADDR_REBOOT_CNT_TOTAL,g_RebootCntTotal);     }     //报复位数到PLC     modbus_ReportResetCnt(); }   //相对湿度 每30ms 读一次 //温度     每90ms 读一次 void SHT21_Measurement(void) {     static uint8_t cnt=0;     if(g_RebootCnt>CNT_NUM)return;     cnt  ;     if(cnt==9) //读取温度     {         uint16_t data=0;         data= SHT2x_GetRaw_Rx();         if(data==0)///阅读失败         {             g_RebootCnt  ;             //记录复位次数到eeprom中             config_write(REG_ADDR_REBOOT_CNT,g_RebootCnt);                          ///自动复位自救             RX1_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)RX1_LED_Pin << 16u;             RX2_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)RX2_LED_Pin << 16u;             RX3_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)RX3_LED_Pin << 16u;             TX1_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)TX1_LED_Pin << 16u;             TX2_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)TX2_LED_Pin << 16u;             TX3_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)TX3_LED_Pin << 16u;                          while(1);               }          shtValue.T = -4685   17572 * (data/ 65536.0);         SHTx_GetRaw_Tx(SHT2x_READ_RH_NOHOLD);
    }
    if(cnt>=12)//读取湿度
    {
        uint16_t data=0;
        data= SHT2x_GetRaw_Rx()&0xfffc;
        if(data==0||data>55574)//读取失败 
        {
            g_RebootCnt++;
            //记录复位次数到eeprom中
            config_write(REG_ADDR_REBOOT_CNT,g_RebootCnt);
            HAL_Delay(3);
            //记录总复位次数
            g_RebootCntTotal++;
            config_write(REG_ADDR_REBOOT_CNT_TOTAL,g_RebootCntTotal);
            //通过自动复位来自救
            RX1_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)RX1_LED_Pin << 16u;
            RX2_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)RX2_LED_Pin << 16u;
            RX3_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)RX3_LED_Pin << 16u;
            TX1_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)TX1_LED_Pin << 16u;
            TX2_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)TX2_LED_Pin << 16u;
            TX3_LED_GPIO_Port->BSRR = (uint32_t)TX3_LED_Pin << 16u;
            while(1);
        }
        
        shtValue.RH = -600 + 12500 * (data /65536.0);
        SHT2x_GetRaw_Tx(SHT2x_READ_TEMP_NOHOLD);
        cnt=0;
    }
}    

 2.2 IIC通信相关的函数

/* SHT21湿度温度传感器 设备地址默认0x80*/
#include "Define.h"
#include "TypeDef.h"

/**
 *  @brief Performs a soft reset.
 */
void SHT2x_SoftReset(void){
	uint8_t cmd = SHT2x_SOFT_RESET;
	HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, SHT2x_I2C_ADDR << 1, &cmd, 1, SHT2x_TIMEOUT);
}

/**
 * @brief Gets the value stored in user register.
 * @return 8-bit value stored in user register, 0 to 255.
 */
uint8_t SHT2x_ReadUserReg(void) {
	uint8_t val;
	uint8_t cmd = SHT2x_READ_REG;
	HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, SHT2x_I2C_ADDR << 1, &cmd, 1, SHT2x_TIMEOUT);
	HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2, SHT2x_I2C_ADDR << 1, &val, 1, SHT2x_TIMEOUT);
	return val;
}

void     SHT2x_GetRaw_Tx(uint8_t cmd) {
	HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, SHT2x_I2C_ADDR << 1, &cmd, 1, SHT2x_TIMEOUT);
}

uint16_t SHT2x_GetRaw_Rx(void) {
    uint8_t val[3] = { 0 };
    HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2, SHT2x_I2C_ADDR << 1, val, 3, SHT2x_TIMEOUT);
    return (val[0] << 8 | val[1]);
}

/**
 * @brief Sets the measurement resolution.
 * @param res Enum resolution.
 * @note Available resolutions: RES_14_12, RES_12_8, RES_13_10, RES_11_11.
 * @note RES_14_12 = 14-bit temperature and 12-bit RH resolution, etc.
 */
void SHT2x_SetResolution(SHT2x_Resolution res) {
	uint8_t val = SHT2x_ReadUserReg();
	val = (val & 0x7e) | res;
	uint8_t temp[2] = { SHT2x_WRITE_REG, val };
	HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2, SHT2x_I2C_ADDR << 1, temp, 2, SHT2x_TIMEOUT);
}