STM32 F103C8T6学习笔记13：IIC通信—AHT10温湿度传感器模块

今日学习一下这款AHT10 温湿度传感器模块，给我的OLED手环添加上测温湿度的功能。

文章提供源码、测试工程下载、测试效果图。

目录

AHT10温湿度传感器：

特性：

连接方式：

适用场所范围：

程序设计：

设计目标：

 程序设计注意点：

AHT10代码：

 主函数代码：

测试效果：

 完整工程下载：

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AHT10温湿度传感器：

下图为AHT温湿度传感器模块，它长这样，这里的介绍不重要，了解就行，快速浏览即可：

AHT10,新一代温湿度传感器在尺寸与智能方面建立了新的标准：

它嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚SMD封装，底面4x5mm,高度1.6mm。

传感器偷出经过标定的数字信号，标准I2C格式。AHT10配有一个全新设计的ASIC专用芯片、一个经过改进的MEMS半导体电容式湿度传感元件和一个标准的片上温度传感元件，其性能己经大大提升甚至超出了前一代传感器的可靠性水平，一代温湿度传感器，经过改进使其在恶劣环境下的性能更稳定。 

特性：

1.模块尺寸：    16*11mm
2.接口类型：    I2C
3.工作电压：    1.8-6.0V
4.接口尺寸：    4*2.54mm间距
5.湿度精度：    典型 士 2%
6.湿度分辨率：0.024%
7.温度精度：    典型 土 0.3C
8.温度分辨率：典型0.01C
9.工作温度：    -40°C--85C 

连接方式：

适用场所范围：

• 暖通空调 、除湿器
• 检测设备
• 自动控制、数据记录器
• 气象站、家电
• 医疗及其他相关湿度检测控制。

程序设计：

设计目标：

1.使用IIC通信初始化和读取AHT10传感器的温湿度信息，并通过OLED打印

2.IIC通信引脚：PB3(SCL)   PB4(SDA)

3.使用定时器2，周期性读取AHT10的温湿度信息（300ms为周期）

 程序设计注意点：

1.上电启动传感器，启动后需要先等待40ms（设备才开始正常工作），然后发送0x71 来获取状态字节

2.获取到校准使能位后，查看其是否已校准，若已校准则跳过当前步骤；若未校准则发送0xe1，进行初始化，然后发送0x08，0x00；

3.接着开始触发测量，测量先发送0xac，然后发送0x33，0x00；

 4.测量命令发送完成后，需要等待80ms，用于温湿度的测量；之后再发送命令0x71，以读取状态寄存器是否处于空闲状态（bit7 => idle）;若是空闲状态，可以直接读取之后六个字节的温湿度数值；

 

5.相对湿度和温度转换公式：

 接受的处理是使用char类型的数组 去接受每个读取到的八位数据，然后根据运算公式计算：（1024*1024=2^20 ）  ，（ int ）强制类型转换为int是为了不丢符号：

 最后还有俩个函数，一个是检查，一个是复位的：

 

AHT10代码：

#include "AHT10.h"
/**
brief AHT10初始化函数
param NONE
return NONE
*/
void AHT10Init()
{//IIC_Init();GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable , ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOBA	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4);				 //PA4 输出高delay_ms(50);//延时50ms让传感器稳定I2C_Start();I2C_Send_Byte(AHT10_ADDRESS);  //获取状态//初始化校准I2C_Send_Byte(0xe1);	I2C_Send_Byte(0x08);I2C_Send_Byte(0x00);I2C_Stop();	delay_ms(50);//延时50ms让传感器稳定
}/**
brief 检查AHT10是否存在
param NONE
return 0存在  1不存在
*/
u8 AHT10Check(void)
{u8 ack=0;I2C_Start();I2C_Send_Byte(AHT10_ADDRESS);ack=I2C_Wait_Ack();I2C_Stop();	return ack;
}/**
brief AHT10软复位
param NONE
return NONE
*/
void AHT10Reset(void)
{I2C_Start();I2C_Send_Byte(AHT10_WRITE);I2C_Wait_Ack();I2C_Send_Byte(0xba);I2C_Wait_Ack();I2C_Stop();	
}/**
brief 检查AHT10读温湿度数据
param *temperature：需要读出的温度数据，float指针类型,精度范围+-0.3C
param *humidity：需要读出的湿度数据，u8指针类型,精度范围+-2RH
return 0 读数据正常 1读数据失败
*/
u8 AHT10ReadData(float *temperature,u8 *humidity)
{u8 ack;u32 SRH=0,ST=0;u8 databuff[6];I2C_Start();I2C_Send_Byte(AHT10_WRITE);I2C_Wait_Ack();I2C_Send_Byte(0xac);I2C_Wait_Ack();I2C_Send_Byte(0x33);I2C_Wait_Ack();I2C_Send_Byte(0x00);I2C_Wait_Ack();I2C_Stop();	  delay_ms(80);//延时一会等待数据读出I2C_Start();I2C_Send_Byte(AHT10_READ);I2C_Wait_Ack();ack=I22C_Read_Byte(1);if((ack&0x40)==0){databuff[0]=I22C_Read_Byte(1);databuff[1]=I22C_Read_Byte(1);databuff[2]=I22C_Read_Byte(1);databuff[3]=I22C_Read_Byte(1);databuff[4]=I22C_Read_Byte(0);I2C_Stop();SRH=(databuff[0]<<12)+(databuff[1]<<4)+(databuff[2]>>4);ST=((databuff[2]&0X0f)<<16)+(databuff[3]<<8)+(databuff[4]);*humidity=(int)(SRH*100.0/1024/1024+0.5);*temperature=((int)(ST*2000.0/1024/1024+0.5))/10.0-50;return 0;}I2C_Stop();	return 1;
}//初始化IIC
void I22C_Init(void)
{					     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );	//使能GPIOB时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4); 	//PB6,PB7 输出高
}
//产生IIC起始信号
void I2C_Start(void)
{SDA_OUT();     //sda线输出IIC_SDA=1;	  	  IIC_SCL=1;delay_us(4);IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low delay_us(4);IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}	  
//产生IIC停止信号
void I2C_Stop(void)
{SDA_OUT();//sda线输出IIC_SCL=0;IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highdelay_us(4);IIC_SCL=1; IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号delay_us(4);							   	
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
u8 I2C_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN();      //SDA设置为输入  IIC_SDA=1;delay_us(1);	   IIC_SCL=1;delay_us(1);	 while(READ_SDA){ucErrTime++;if(ucErrTime>250){I2C_Stop();return 1;}}IIC_SCL=0;//时钟输出0 	   return 0;  
} 
//产生ACK应答
void I2C_Ack(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=0;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}
//不产生ACK应答		    
void I2C_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}					 				     
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答			  
void I2C_Send_Byte(u8 txd)
{                        u8 t;   SDA_OUT(); 	    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输for(t=0;t<8;t++){              //IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;if((txd&0x80)>>7)IIC_SDA=1;elseIIC_SDA=0;txd<<=1; 	  delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的IIC_SCL=1;delay_us(2); IIC_SCL=0;	delay_us(2);}	 
} 	    //读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 I22C_Read_Byte(unsigned char ack)
{unsigned char i,receive=0;SDA_IN();//SDA设置为输入for(i=0;i<8;i++ ){IIC_SCL=0; delay_us(2);IIC_SCL=1;receive<<=1;if(READ_SDA)receive++;   delay_us(1); }					 if (!ack)I2C_NAck();//发送nACKelseI2C_Ack(); //发送ACK   return receive;
}

#ifndef _AHT10_h_
#define _AHT10_h_#include "headfire.h"
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) 
//IO口地址映射
//输出寄存器
#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+12)//0x4001280C
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+12)//0x40010C0C
//输入寄存器
#define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+8)//0x40010808
#define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+8)//0x40010C08
//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n)	BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)//输出
#define PAin(n) 	BIT_ADDR (GPIOA_IDR_Addr,n)//输入#define PBout(n) 	BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)//输出
#define PBin(n) 	BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)//输入#define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0XFFF0FFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<16;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0XFFF0FFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<16;}//IO操作函数	 
#define IIC_SCL    PBout(3) //SCL
#define IIC_SDA    PBout(4) //SDA	 
#define READ_SDA   PBin(4)  //输入SDA #define AHT10_ADDRESS 0x70
#define AHT10_WRITE 0x70
#define AHT10_READ 0x71/*****************函数声明******************/
extern void AHT10Init(void);
extern u8 AHT10Check(void);
extern void AHT10Reset(void);
extern u8 AHT10ReadData(float *temperature,u8 *humidity);//IIC所有操作函数
void I22C_Init(void);                //初始化IIC的IO口				 
void I2C_Start(void);				//发送IIC开始信号
void I2C_Stop(void);	  			//发送IIC停止信号
void I2C_Send_Byte(u8 txd);			//IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
u8 I2C_Wait_Ack(void); 				//IIC等待ACK信号
void I2C_Ack(void);					//IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);				//IIC不发送ACK信号void I2C_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 I2C_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);	  
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 I22C_Read_Byte(unsigned char ack);#endif

 主函数代码：

#include "main.h"float temp;
u8 hum;
int humm,temper;
uint16_t AHT10_cnt,AHT10_flag;
char buf[30];int main(void)
{	init_ALL();     //初始化所有函数while(1){	if(AHT10_flag==1){AHT10_flag=0;AHT10ReadData(&temp,&hum);temper=temp*10;humm=hum;OLED_ShowCHinese(0,0,0);  //打印中文“温”OLED_ShowCHinese(16,0,2);  //打印中文“度”sprintf(buf,": %d.%d",temper/10,temper%10);		OLED_ShowString(32,0,(u8 *)buf,16);	   OLED_ShowCHinese(0,2,1);  //打印中文“湿”OLED_ShowCHinese(16,2,2);  //打印中文“度”sprintf(buf,": %d ",humm);		OLED_ShowString(32,2,(u8 *)buf,16);	      			}}
}//初始化所有函数：
void init_ALL(void)
{SysTick_Init(72);         //初始化滴答计时器Timer2_Init();						//初始化定时器2i2c_GPIO_Config();	      //IIC初始化OLED_Init();              //初始化OLED屏幕OLED_Clear();             //清空屏幕数据AHT10Init();              //初始化温湿度传感器}//定时器2中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){		if(++AHT10_cnt==30)         //每300ms刷新一次温湿度数据{AHT10_cnt=0;AHT10_flag=1;}TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);//清出中断寄存器标志位，用于退出中断}
}

测试效果：

 完整工程下载：

https://download.csdn.net/download/qq_64257614/88248711?spm=1001.2014.3001.5503