传感器STM32驱动AHT10传感器的精彩之旅

STM32驱动AHT10&OLED显示温湿度

AHT10温湿度传感器介绍

①实物图

②产品说明

AHT10是新一代的温湿度传感器，使用SMD封装，上面有一个改进型的MEMS半导体电容式湿度传感器和一个标准的片上温度传感器原件，可用于空调，除湿器等温湿度控制领域的检测。

③电气参数

④AHT10工作原理

AHT10使用IIC通讯，在使用其作为温湿度检测相关控制时候，需要注意其相关时许和相关寄存器操作说明，启动和停止时许如下：

驱动代码

①OLED相关驱动代码

OLED的代码在一些开源网站上面，基本上都已经开源了其底层驱动代码，并写好了相关接口，在这里我不做详细介绍，需要的小伙伴可以自行下载，链接：http://www.lcdwiki.com/zh/0.96inch_OLED_Module_MC096VX

②AHT10的STM32端口模拟IIC代码

STM32使用模拟IIC的时候跟51单片机有轻微区别，需要配置引脚的输入输出模式。

#include "I2C.h"
#include "delay.h"

#define SDA GPIO_Pin_7
#define SCL GPIO_Pin_6
#define I2C_Prot GPIOB

#define SDA_High 	GPIO_SetBits(I2C_Prot,SDA)
#define SDA_Low 	GPIO_ResetBits(I2C_Prot,SDA)
#define SCL_High 	GPIO_SetBits(I2C_Prot,SCL)
#define SCL_Low 	GPIO_ResetBits(I2C_Prot,SCL)

void SDA_OUT(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = SDA;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_Init(I2C_Prot,&GPIO_InitStructure);	
}

void SDA_IN(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = SDA;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_Init(I2C_Prot,&GPIO_InitStructure);	
}

//初始化IIC
void I2C_Initation(void)
{					     
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );	//使能GPIOB時鐘
	   
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA|SCL;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽輸出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(I2C_Prot, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(I2C_Prot,SDA|SCL); 	//PB6,PB7 輸出高
}

//IIC起始信号
void I2C_Start(void)
{
	SDA_OUT();     	//SDA设置为输出
	SDA_High;	
	SCL_High;
	delay_us(4);
	SDA_Low;		//START:当SCL为高电平时候，SCL拉低 
	delay_us(4);
	SCL_Low;		//准备发送或接收 
}

//IIC结束信号
void I2C_Stop(void)
{
	SDA_OUT();		//SDA配置为输出
	SDA_Low; 		//STOP：当SCL为低电平时候，SDA由低变为高
 	delay_us(4);
	SCL_High;	
	delay_us(4);
	SDA_High;		//发送IIC结束信号
	delay_us(4);							   	
}

u8 I2C_Write_Ack(void)
{
	u8 TimeAck = RESET;
	SDA_IN();
	SCL_High;
	delay_us(2);
	
	while(GPIO_ReadInputDataBit(I2C_Prot,SDA))
	{
		if(++TimeAck > 250)
		{
			I2C_Stop();
			return 1;
		}
	}
	SCL_Low;
	delay_us(2);	
	return 0;
}

// ack=0时, 不产生ACK应答, ack=1时候,产生ACK应答	
void I2C_Is_Ack(u8 ack)
{
	SCL_Low;
	SDA_OUT();
	if(ack)
		SDA_Low;	
	else
		SDA_High;	
	delay_us(2);
	SCL_High;		
	delay_us(2);
	SCL_Low;
}
					 				     
//IIC发送一位数据
void I2C_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    SDA_OUT(); 	    
	SCL_Low;		//拉低时钟开始传输
    for(u8 t=0;t<8;t++)
    {              
		if((txd&0x80)>>7)
			SDA_High;
		else
			SDA_Low;
		txd<<=1; 	  
		delay_us(2);   
		SCL_High;	
		delay_us(2); 
		SCL_Low;	
		delay_us(2);
    }	 
} 


//读一位数据，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 I2C_Read_Byte(unsigned char ack)
{
	unsigned char i,receive=0;
	SDA_IN();	//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
	{
		SCL_High;			
		delay_us(2);
        receive<<=1;
        if(READ_SDA)receive++;   
		SCL_Low;			
		delay_us(1); 
    } 
	
    if (!ack)
		I2C_Is_Ack(0);
    else
		I2C_Is_Ack(1);	
    return receive;
}


//读取一位数据
u8 I2C_Read_Data(void)
{
	u8 Data = RESET;
	SDA_IN();		
	for(u8 i=0;i<8;i++)
	{
		SCL_High;
		delay_us(2);
		Data <<= 1; 
		
		if(GPIO_ReadInputDataBit(I2C_Prot,SDA) == SET)
		{
			Data |= 0x01;
		}
		
		SCL_Low;
		delay_us(2);
	}	
	return Data;
}

③AHT10相关驱动

配合AHT10的手册，先对其相关寄存器进行宏定义，.H头文件如下：

#ifndef _AHT10_H_
#define _AHT10_H_

#include "sys.h"
#include "delay.h"

#define AHT_ADDRESS 0X70 //0X38
#define AHT_WRITE   0X70
#define AHT_READ    0X71 //0X39

extern u8 ACK,DATA[6];

void  AHT10_Write_Reset(void);
u8    AHT10_State(void);
u8    AHT10_Read_Humi_Temp(float *humidity, float *temperature);

#endif

数据处理函数：使用指针的方式灵活操作在主函数中写入

u8 AHT10_Read_Humi_Temp(float *humidity, float *temperature)
{ 
	u32 humi = 0,temp = 0;
	
	I2C_Start();
	I2C_Send_Byte(AHT_WRITE);		
	I2C_Write_Ack();
	I2C_Send_Byte(0XAC);	 //触发测量	
	I2C_Write_Ack();
	I2C_Send_Byte(0X33);		
	I2C_Write_Ack();
	I2C_Send_Byte(0X00);		
	I2C_Write_Ack();
	I2C_Stop();
	
	delay_ms(80);
	
	I2C_Start();
	I2C_Send_Byte(AHT_READ);	
	I2C_Write_Ack();
	ACK = I2C_Read_Data();
	I2C_Is_Ack(1);
	
	if((ACK&0X08) == 0)
	{
		AHT10_Write_Init();
	}
	if((ACK&0X80) == 0)
	{ 	
		for(u8 i=0;i<5;i++){ 
			
			DATA[i] = I2C_Read_Data();			
			if(i == 4)
				I2C_Is_Ack(0);
			 
				I2C_Is_Ack(1);
		} 
		I2C_Stop();
		
		humi = (DATA[0]<<12)|(DATA[1]<<4)|(DATA[2]>>4);
		temp = ((DATA[2]&0X0F)<<16)|(DATA[3]<<8)|(DATA[4]);
		
		*humidity = (humi * 100.0/1024/1024+0.5);
		*temperature = (temp * 2000.0/1024/1024+0.5)/10.0-50;

		return 0;
	}
	
	I2C_Stop();
	return 1;
}

具体测试现象

总结

文章中使用的显示方式为0.96寸OLED模块显示，驱动MCU使用的为STM32F103C8T6，在使用AHT10的过程中也可以自己根据AHT10的驱动代码所得到的温湿度值去做其他的接口应用，例如做温控风扇，或者其他温湿度控制系统案例均可移植使用，需要完整工程的可下方留言邮箱获取。