STM32F103驱动SHT20温湿度传感器代码实现
基于STM32F103芯片驱动SHT20温湿度传感器的实现。SHT20是一款高精度、低功耗的温湿度传感器，通过I2C接口与微控制器通信。
硬件连接
首先，确保SHT20与STM32F103的正确连接：
- SHT20的VDD引脚 -> 3.3V
- SHT20的GND引脚 -> GND
- SHT20的SCL引脚 -> STM32的PB6(I2C1_SCL)或PB10(I2C2_SCL)
- SHT20的SDA引脚 -> STM32的PB7(I2C1_SDA)或PB11(I2C2_SDA)
代码实现
1. 头文件定义 (sht20.h)
#ifndef __SHT20_H
#define __SHT20_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
// SHT20 I2C地址
#define SHT20_ADDRESS 0x40
// SHT20命令定义
#define SHT20_TRIG_T_MEASUREMENT_HOLD 0xE3
#define SHT20_TRIG_RH_MEASUREMENT_HOLD 0xE5
#define SHT20_TRIG_T_MEASUREMENT_NO_HOLD 0xF3
#define SHT20_TRIG_RH_MEASUREMENT_NO_HOLD 0xF5
#define SHT20_WRITE_USER_REG 0xE6
#define SHT20_READ_USER_REG 0xE7
#define SHT20_SOFT_RESET 0xFE
// 用户寄存器位定义
#define SHT20_USER_REG_RESOLUTION_RH12_T14 0x00
#define SHT20_USER_REG_RESOLUTION_RH8_T12 0x01
#define SHT20_USER_REG_RESOLUTION_RH10_T13 0x80
#define SHT20_USER_REG_RESOLUTION_RH11_T11 0x81
#define SHT20_USER_REG_END_OF_BATTERY 0x40
#define SHT20_USER_REG_HEATER_ENABLE 0x04
#define SHT20_USER_REG_OTP_RELOAD_DISABLE 0x02
// 函数声明
void SHT20_Init(void);
void SHT20_Reset(void);
uint8_t SHT20_ReadUserRegister(void);
void SHT20_WriteUserRegister(uint8_t reg);
float SHT20_ReadTemperature(void);
float SHT20_ReadHumidity(void);
uint16_t SHT20_ReadRawValue(uint8_t command);
uint8_t SHT20_CheckCRC(uint16_t data, uint8_t crc);
#endif /* __SHT20_H */
2. 源文件实现 (sht20.c)
#include "sht20.h"
#include "i2c.h" // 需要包含你的I2C驱动头文件
// 初始化SHT20
void SHT20_Init(void)
{
// 初始化I2C
I2C_Init(); // 确保你已经实现了I2C初始化函数
// 软复位SHT20
SHT20_Reset();
// 延时等待复位完成
Delay_ms(15);
// 设置分辨率为RH12-T14（默认值）
SHT20_WriteUserRegister(SHT20_USER_REG_RESOLUTION_RH12_T14);
}
// 软复位SHT20
void SHT20_Reset(void)
{
I2C_Start();
I2C_SendByte(SHT20_ADDRESS << 1); // 写模式
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(SHT20_SOFT_RESET);
I2C_WaitAck();
I2C_Stop();
}
// 读取用户寄存器
uint8_t SHT20_ReadUserRegister(void)
{
uint8_t reg = 0;
I2C_Start();
I2C_SendByte(SHT20_ADDRESS << 1); // 写模式
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(SHT20_READ_USER_REG);
I2C_WaitAck();
I2C_Start();
I2C_SendByte((SHT20_ADDRESS << 1) | 0x01); // 读模式
I2C_WaitAck();
reg = I2C_ReadByte();
I2C_NAck();
I2C_Stop();
return reg;
}
// 写入用户寄存器
void SHT20_WriteUserRegister(uint8_t reg)
{
I2C_Start();
I2C_SendByte(SHT20_ADDRESS << 1); // 写模式
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(SHT20_WRITE_USER_REG);
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(reg);
I2C_WaitAck();
I2C_Stop();
}
// 读取原始数据
uint16_t SHT20_ReadRawValue(uint8_t command)
{
uint8_t data[3] = {0};
uint16_t raw_value = 0;
I2C_Start();
I2C_SendByte(SHT20_ADDRESS << 1); // 写模式
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(command);
I2C_WaitAck();
// 如果是无保持模式，需要等待测量完成
if(command == SHT20_TRIG_T_MEASUREMENT_NO_HOLD ||
command == SHT20_TRIG_RH_MEASUREMENT_NO_HOLD)
{
// 等待测量完成，SDA线会被拉低
I2C_Start();
while(I2C_SendByte((SHT20_ADDRESS << 1) | 0x01) != 0);
}
else
{
// 保持模式下直接读取
Delay_ms(100); // 根据分辨率不同，等待时间不同
I2C_Start();
I2C_SendByte((SHT20_ADDRESS << 1) | 0x01); // 读模式
I2C_WaitAck();
}
// 读取3个字节：2个数据字节 + 1个CRC字节
data[0] = I2C_ReadByte();
I2C_Ack();
data[1] = I2C_ReadByte();
I2C_Ack();
data[2] = I2C_ReadByte();
I2C_NAck();
I2C_Stop();
// 检查CRC
raw_value = (data[0] << 8) | data[1];
if(SHT20_CheckCRC(raw_value, data[2]))
{
return raw_value;
}
else
{
return 0xFFFF; // CRC错误
}
}
// CRC校验
uint8_t SHT20_CheckCRC(uint16_t data, uint8_t crc)
{
uint32_t remainder = (uint32_t)data << 8;
uint32_t divsor = (uint32_t)0x988000; // CRC多项式: x^8 + x^5 + x^4 + 1 (0x131)
remainder |= crc;
for(int i = 0; i < 16; i++)
{
if(remainder & (uint32_t)1 << (23 - i))
{
remainder ^= divsor;
}
divsor >>= 1;
}
return (remainder == 0);
}
// 读取温度值
float SHT20_ReadTemperature(void)
{
uint16_t raw_temp = SHT20_ReadRawValue(SHT20_TRIG_T_MEASUREMENT_HOLD);
if(raw_temp == 0xFFFF)
{
return -273.15f; // 错误值
}
// 转换为实际温度值
return -46.85f + 175.72f * (raw_temp / 65536.0f);
}
// 读取湿度值
float SHT20_ReadHumidity(void)
{
uint16_t raw_humidity = SHT20_ReadRawValue(SHT20_TRIG_RH_MEASUREMENT_HOLD);
if(raw_humidity == 0xFFFF)
{
return -1.0f; // 错误值
}
// 转换为实际湿度值
return -6.0f + 125.0f * (raw_humidity / 65536.0f);
}
3. I2C驱动示例 (i2c.c)
这里提供一个简单的I2C驱动实现，你需要根据你的硬件配置进行调整：
#include "i2c.h"
#include "stm32f10x.h"
// I2C初始化
void I2C_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
// 使能I2C和GPIO时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);
// 配置I2C引脚: SCL-PB6, SDA-PB7
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; // 开漏输出
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
// I2C配置
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000; // 400kHz
I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}
// 产生I2C起始信号
void I2C_Start(void)
{
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
}
// 产生I2C停止信号
void I2C_Stop(void)
{
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
}
// 发送一个字节
void I2C_SendByte(uint8_t data)
{
I2C_SendData(I2C1, data);
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
}
// 读取一个字节
uint8_t I2C_ReadByte(void)
{
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));
return I2C_ReceiveData(I2C1);
}
// 等待应答
uint8_t I2C_WaitAck(void)
{
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
return I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_AF) == RESET;
}
// 发送应答
void I2C_Ack(void)
{
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);
}
// 发送非应答
void I2C_NAck(void)
{
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);
}
4. 主程序示例 (main.c)
#include "stm32f10x.h"
#include "sht20.h"
#include "stdio.h" // 用于printf
// 重定向printf到串口
int fputc(int ch, FILE *f)
{
USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);
while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);
return ch;
}
// 初始化串口
void USART1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
// 使能时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// 配置USART1 Tx (PA9)为推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// 配置USART1 Rx (PA10)为浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// USART参数配置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
int main(void)
{
float temperature, humidity;
// 初始化系统时钟
SystemInit();
// 初始化串口
USART1_Init();
// 初始化SHT20
SHT20_Init();
printf("SHT20 Temperature & Humidity Sensor Test\r\n");
while(1)
{
// 读取温湿度
temperature = SHT20_ReadTemperature();
humidity = SHT20_ReadHumidity();
// 打印结果
printf("Temperature: %.2f C, Humidity: %.2f %%RH\r\n", temperature, humidity);
// 延时2秒
Delay_ms(2000);
}
}
参考代码 基于STM32F103芯片的，温湿度传感器SHT20 www.youwenfan.com/contentcne/103320.html
说明
- 将上述代码添加到你的STM32项目中
- 根据你的硬件配置调整I2C引脚和时钟设置
- 确保已正确实现延时函数(Delay_ms)
- 编译并下载程序到STM32F103
- 通过串口监视器查看温湿度数据
浙公网安备 33010602011771号