OneNET麒麟座应用开发之三：获取温湿度数据

对于大气环境监测来说温湿度也是重要的指标。原本计划使用SHT15来采集温湿度数据，不过在OneNET麒麟开发板上，我们发现已经集成有SHT20温湿度传感器，于是我们就使用它了。如下图的红框处：

我们还得再核实一下究竟是怎么连接的呢？我们察看原理图，发现使用了I2C2（PB10、PB11）作为通讯接口。

 

接下来我们在STM32CubeMX中配置I2C2端口，具体配置如下：

 

配置完成后，对I2C2的具体初始化代码如下：

static void MX_I2C2_Init(void)
{
  hi2c2.Instance = I2C2;
  hi2c2.Init.ClockSpeed = 100000;
  hi2c2.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
  hi2c2.Init.OwnAddress1 = 0;
  hi2c2.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  hi2c2.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  hi2c2.Init.OwnAddress2 = 0;
  hi2c2.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  hi2c2.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  if (HAL_I2C_Init(&hi2c2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

对GPIO的初始化配置：
void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* hi2c)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  if(hi2c->Instance==I2C2)
  {
    /**I2C2 GPIO 配置
    PB10     ------> I2C2_SCL
    PB11     ------> I2C2_SDA */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    __HAL_RCC_I2C2_CLK_ENABLE();
  }
}

完成以上配置后，接下来我们编写SHT20的驱动程序，由于SHT20采用的是标准的I2C协议，所以我们可以方便的使用ST提供的相关库函数。

//读取测量数据
uint8_t SHT2x_MeasureHM(etSHT2xMeasureType eSHT2xMeasureType, nt16 *pMeasurand)
{
 uint8_t checksum;
 uint8_t data[2];
 uint8_t error=0;
 uint16_t i;
 I2c_StartCondition();
 error |= I2c_WriteByte (I2C_ADR_W);
 switch(eSHT2xMeasureType)
 {
 case HUMIDITY:
   {
     error |= I2c_WriteByte (TRIG_RH_MEASUREMENT_HM);
     break;
    }
 case TEMP :
   {
     error |= I2c_WriteByte (TRIG_T_MEASUREMENT_HM);
     break;
   }
 default: assert(0);
 }

 I2c_StartCondition();
 error |= I2c_WriteByte (I2C_ADR_R);
 SCL=HIGH;
 for(i=0; i<1000; i++)
 { DelayMicroSeconds(1000);
 if (SCL_CONF==1) break;
 }

 if(SCL_CONF==0) error |= TIME_OUT_ERROR;
 pMeasurand->s16.u8H = data[0] = I2c_ReadByte(ACK);
 pMeasurand->s16.u8L = data[1] = I2c_ReadByte(ACK);
 checksum=I2c_ReadByte(NO_ACK);
 error |= SHT2x_CheckCrc (data,2,checksum);
 I2c_StopCondition();
 return error;
}

//软件复位
uint8_t SHT2x_SoftReset()
{
 uint8_t error=0;
 I2c_StartCondition();
 error |= I2c_WriteByte (I2C_ADR_W);
 error |= I2c_WriteByte (SOFT_RESET);
 I2c_StopCondition();
 DelayMicroSeconds(15000);
 return error;
}

//计算相对湿度
float SHT2x_CalcRH(uint16_t u16sRH)
{
 ft humidityRH;
 u16sRH &= ~0x0003;
 humidityRH = -6.0 + 125.0/65536 * (ft)u16sRH;
 return humidityRH;
}

//计算温度
float SHT2x_CalcTemperatureC(uint16_t u16sT)
{
 ft temperatureC;
 u16sT &= ~0x0003;
 temperatureC= -46.85 + 175.72/65536 *(ft)u16sT;
 return temperatureC;
}

编写完成编译没问题，运行看一看结果。显示当前的室温为23.3摄氏度，相对湿度为17.5%。

 

接下来我们试验一下，对传感器吹一口气。由于人呼出的气体含有大量水蒸气，所以湿度时都会明显上升。但是温度的变化不会太明显。

 

由于空气的流动，湿度会在停止吹气后开始下降，如下图所示：

 

至此，采集温湿度数据完成。