CW32模块使用 SHT30温湿度传感器

一、模块来源

模块实物展示：
 

资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1kisMJspcV6Qdr1ye9ElOlQ

二、规格参数

工作电压：2.4-5.5V

工作电流：0.2~1500uA

温度测量范围：-40~125℃

温度测量精度：±0.3℃

湿度测量范围：0~100%RH

湿度测量精度：±2%RH

输出方式: IIC

管脚数量：4 Pin

以上信息见厂家资料文件

三、移植过程

我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【测量温湿度的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。

3.1查看资料

SHT30是采用的IIC通信，所以首先要了解IIC的地址与时序，再确定根据寄存器的设置。

模块原理图

SHT30地址

数据手册上说明，当ADDR引脚接入VSS（接地）时，地址为0X44。而原理图上已经通过R14这个下拉电阻接地。不过需要注意的是，实际地址为 0X44 左移一位，因需要空出最低位给读写位，所以实际的地址是 0X44 << 1。

测量模式

SHT30有两种测量模式，分别是单次测量模式和周期测量模式。

在单次测量模式下，发出一个测量命令就触发一次数据采集。每个数据都由一个16位的温度值和一个16位的湿度值(按此顺序)组成。在传输过程中，每个数据值后面总是跟着一个CRC校验和。但是在该模式下又分有时钟拉伸模式和时钟不拉伸模式，具体情况见下图。

并且在单次测量模式下，可以选择不同的测量命令。它们在可重复性(低、中、高)和时钟拉伸(启用或禁用)方面有所不同。这里的可重复性设置影响测量持续时间，从而影响传感器的总体能耗。

在周期测量模式下，时钟拉伸模式禁用，但是可以分为高中低的可重复性测量，测量周期为0.5、1、2、4、10（单位 次/秒）（这种模式下最快的测量速度是1秒10次）如果传感器在一种工作模式下正在测量数据，此时要发送其他命令（推荐先发送一次中断命令），让传感器停止当前的测量，进入单次测量模式，然后再发送命令。这里需要注意：如果测量频率过高，会导致传感器自热。

设置好周期测量模式的测量周期和可重复性强度后，随时可以进行测量读取数据，需要发送一个读取命令(0XE000)。一旦读取时序结束之后，寄存器中的数值就会清零，如果这时再一次读取数据将得到0。下一次测量结束后，寄存器的值就会重新写入。

3.2引脚选择

接线表

3.3移植至工程

工程模板参考入门手册的工程模板

移植步骤中的导入.c和.h文件与【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_sht30.c与bsp_sht30.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。

在文件bsp_sht30.c中，编写如下代码。

 

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "bsp_sht30.h" #include "stdio.h" double Temperature = 0.0, Humidity = 0.0; /****************************************************************** * 函 数 名 称：SHT30_GPIO_Init * 函 数 说 明：SHT30的引脚初始化 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void SHT30_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体 RCC_SHT30_ENABLE(); // 使能GPIO时钟 GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SCL|GPIO_SDA; // GPIO引脚 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 开漏输出 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 输出速度高 GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct); // 初始化 } /****************************************************************** * 函 数 名 称：IIC_Start * 函 数 说 明：IIC起始时序 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void IIC_Start(void) { SDA_OUT(); SCL(1); SDA(0); SDA(1); delay_us(5); SDA(0); delay_us(5); SCL(0); } /****************************************************************** * 函 数 名 称：IIC_Stop * 函 数 说 明：IIC停止信号 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void IIC_Stop(void) { SDA_OUT(); SCL(0); SDA(0); SCL(1); delay_us(5); SDA(1); delay_us(5); } /****************************************************************** * 函 数 名 称：IIC_Send_Ack * 函 数 说 明：主机发送应答或者非应答信号 * 函 数 形 参：0发送应答 1发送非应答 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void IIC_Send_Ack(unsigned char ack) { SDA_OUT(); SCL(0); SDA(0); delay_us(5); if(!ack) SDA(0); else SDA(1); SCL(1); delay_us(5); SCL(0); SDA(1); } /****************************************************************** * 函 数 名 称：I2C_WaitAck * 函 数 说 明：等待从机应答 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：0有应答 1超时无应答 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ unsigned char I2C_WaitAck(void) { char ack = 0; unsigned char ack_flag = 10; SCL(0); SDA(1); SDA_IN(); SCL(1); while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) ) { ack_flag--; delay_us(5); } if( ack_flag <= 0 ) { IIC_Stop(); return 1; } else { SCL(0); SDA_OUT(); } return ack; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：Send_Byte * 函 数 说 明：写入一个字节 * 函 数 形 参：dat要写人的数据 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void Send_Byte(u8 dat) { int i = 0; SDA_OUT(); SCL(0);//拉低时钟开始数据传输 for( i = 0; i < 8; i++ ) { SDA( (dat & 0x80) > > 7 ); delay_us(1); SCL(1); delay_us(5); SCL(0); delay_us(5); dat< <=1; } } /****************************************************************** * 函 数 名 称：Read_Byte * 函 数 说 明：IIC读时序 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：读到的数据 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ unsigned char Read_Byte(void) { unsigned char i,receive=0; SDA_IN();//SDA设置为输入 for(i=0;i< 8;i++ ) { SCL(0); delay_us(5); SCL(1); delay_us(5); receive< <=1; if( SDA_GET() ) { receive|=1; } delay_us(5); } SCL(0); return receive; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：SHT31_Write_mode * 函 数 说 明：在周期模式下设置测量周期与可重复性命令 * 函 数 形 参：dat设置命令 常用的有：每一秒采集0.5次 0x2024 每一秒采集1次 0x2126 每一秒采集2次 0x2220 每一秒采集4次 0x2334 每一秒采集10次 0x2721 * 函 数 返 回： * 作 者：LC * 备 注： ******************************************************************/ char SHT31_Write_mode(uint16_t dat) { IIC_Start(); // < < 1 是将最后一位置0，设置为写命令 Send_Byte((0X44 < < 1) | 0 ); //返回0为产生了应答，返回1说明通信失败 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1; //发送命令的高8位 Send_Byte((dat > > 8 ) ); //返回0为产生了应答，返回1说明通信失败 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2; //发送命令的低8位 Send_Byte(dat & 0xff ); //返回0为产生了应答，返回1说明通信失败 if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3; // IIC_Stop(); return 0; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：crc8 * 函 数 说 明：CRC校验 * 函 数 形 参：data要校验的数据地址 len要校验的长度 * 函 数 返 回：校验后的值 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ unsigned char crc8(const unsigned char *data, int len) { const unsigned char POLYNOMIAL = 0x31; unsigned char crc = 0xFF; int j, i; for (j=0; j< len; j++) { crc ^= *data++; for ( i = 0; i < 8; i++ ) { crc = ( crc & 0x80 ) ? (crc < < 1) ^ POLYNOMIAL : (crc < < 1); } } return crc; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：SHT30_Read * 函 数 说 明：读取温湿度值 * 函 数 形 参：dat读取的命令 周期模式命令为：0xe000 单次模式命令为：0x2c06 or 0x2400 * 函 数 返 回：0读取成功 其他失败 * 作 者：LC * 备 注：当前为周期模式读取，如使用单次模式，则将 * 【设置周期模式命令】下的命令注释即可。 ******************************************************************/ char SHT30_Read(uint16_t dat) { uint16_t i = 0; unsigned char buff[6] = {0}; uint16_t data_16 = 0; //设置周期模式命令 SHT31_Write_mode(0x2130);//每1秒一次高重复测量(需要在周期模式下才有用) IIC_Start(); Send_Byte( (0x44< <1) | 0); if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1; Send_Byte((dat > > 8 )); if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2; Send_Byte( dat & 0xff ); if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3; //如不使用超时判断，很容易数据错乱 do { //超时判断 i++; if( i > 20 ) return 4; delay_ms(2); IIC_Start(); Send_Byte((0X44 < < 1) | 1 );//读 }while(I2C_WaitAck() == 1); //读取到温湿度数据则结束读命令 //温度高8位 buff[0] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //温度低8位 buff[1] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //温度CRC校验值 buff[2] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //湿度高8位 buff[3] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //湿度低8位 buff[4] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(0); //湿度CRC校验值 buff[5] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(1); IIC_Stop(); //CRC校验（将要校验的数值带入，查看计算后的校验值是否和读取到的校验值一致） if( (crc8(buff,2) == buff[2]) && ( crc8(buff+3,2) == buff[5]) ) { //计算温度值 data_16 =(buff[0]< <8) | buff[1]; Temperature = (data_16/65535.0)*175.0 - 45; //计算湿度值 data_16 = 0; data_16 =(buff[3]< <8) | buff[4]; Humidity = (data_16/65535.0) * 100.0; return 0; } else { printf("校验失败rn"); } return 5; }

 

在文件bsp_sht30.h中，编写如下代码。

 

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #ifndef _BSP_SHT30_H_ #define _BSP_SHT30_H_ #include "board.h" extern double Temperature, Humidity; #define u8 unsigned char //端口移植 #define RCC_SHT30_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define PORT_SHT30 CW_GPIOB #define GPIO_SDA GPIO_PIN_8 #define GPIO_SCL GPIO_PIN_9 //SDA输入模式 #define SDA_IN() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct); } //SDA输出模式 #define SDA_OUT() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct); } //获取SDA引脚的电平变化 #define SDA_GET() GPIO_ReadPin(PORT_SHT30, GPIO_SDA) //SDA与SCL输出 #define SDA(x) GPIO_WritePin(PORT_SHT30, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET ) ) #define SCL(x) GPIO_WritePin(PORT_SHT30, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET ) ) void SHT30_GPIO_Init(void); char SHT30_Read(uint16_t dat); #endif

 

四、移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

 

/* * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源 * 开发板官网：www.lckfb.com * 技术支持常驻william hill官网 ，任何技术问题欢迎随时交流学习 * 立创william hill官网 ：https://oshwhub.com/forum * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！ * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任 * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "board.h" #include "stdio.h" #include "bsp_uart.h" #include "bsp_sht30.h" int32_t main(void) { board_init(); // 开发板初始化 uart1_init(115200); // 串口1波特率115200 SHT30_GPIO_Init(); printf("startrn"); while(1) { SHT30_Read(0xe000); printf("Temp = %.2frn",Temperature); printf("Humi = %.2frn",Humidity); printf("rn"); delay_ms(1000); } }

 

移植现象：每隔1秒读取一次温湿度，并通过串口输出。

模块移植成功案例代码：

链接：https://pan.baidu.com/s/1Y6lkd6YjQyW9bxpsW8B36g?pwd=LCKF 提取码：LCKF

审核编辑 黄宇