萌新求助，求SGP30芯片的开发例程

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2021/03/10新增
附上SGP30的官方资料和STM32F103的开发例程
链接：https://pan.baidu.com/s/1pnUTTcXzY1GqiWg_6QcB5Q
提取码：92m9
复制这段内容后打开百度网盘手机App，操作更方便哦-
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2021/01/16新增
下面的程序我已经在STM32F070上测试成功了，如果有需要的可以私信我，我将整理资料并上传到资料里。
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给大家讲解以下SGP30这款芯片的开发例程。
我们首先看一下芯片手册。




我们可以从电气属性看到供电信息。





各个引脚的功能图。










芯片手册还给出了推荐威廉希尔官方网站 图，这样我们就可以将芯片威廉希尔官方网站 设计出来了。





典型的IIC总线，所以直接使用IIC就可以通讯。





这里显示了芯片地址0x58，并且说明了每个命令和返回数据都是十六位的数据，并且发送的命令的十六位包含三位CRC校验，接收的数据后面跟了八位的CRC校验。





空气质量信号
上面第一段这里主要说明了三件事，第一，为了保证补偿计算，这个测量信号要大于1s去发送；第二，返回两个值CO2和TVOC的值，即2位CO2数据+1位CO2的CRC校验+2位TVOC数据+1位TVOC的CRC校验；第三，开始检测的前十五秒作为零点浓度。
第二段就是讲述了关于补偿基线的内容，可以每次读取基线或者自设补偿基线，自设补偿基线先发送Init_air_quality命令,再发送Set_baseline命令，再就是零点和补偿都会被保存到内存中。每次重新输入自设补偿基线，都要重启和复位。





传感器原值
上面主要说明了参与补偿校准的原值数据，有两个数据，一个是OH的值，另一个是H2的值。返回的值为2位数据（一位H2的值，另一位是OH的值）+1位CRC校验，给出了参考浓度、实时浓度与参考原值、实时原值之间的换算关系。





湿度补偿
芯片有内部的湿度补偿，也可以从外部的温湿度去读取湿度补偿，用湿度补偿命令输入就行。可以发送0x0000来关闭湿度补偿。





芯片特征集
芯片特征集就是软件版本号。





测量示例
这里讲述了测量示例的命令、CRC位数、测量间隔长度和发送接收的简易介绍图。










软件复位
软件复位指令。





芯片序列号
芯片序列号就是芯片的出厂编号。






CRC校验计算
CRC-8的校验计算方法。


下面就剩封装和其他的一些参数了。


到这里我们编写程序就非常简单明了了。


首先，我们先把头文件写好。


#ifndef _SGP30_H
#define _SGP30_H
#include "sys.h"


//I2C部分


#define IIC_CLOCK           RCC_AHBPeriph_GPIOA
#define IIC_GPIO            GPIOA
#define IIC_SCL_PIN         GPIO_Pin_0
#define IIC_SDA_PIN         GPIO_Pin_1


/* 定义I2C总线连接的GPIO端口, 用户只需要修改下面4行代码即可任意改变SCL和SDA的引脚 */
#define I2C_SCL_1()     GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0)
#define I2C_SCL_0()     GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0)
#define I2C_SDA_1()                        GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1)
#define I2C_SDA_0()     GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1)
#define I2C_SDA_READ()  GPIO_ReadInputDataBit(IIC_GPIO,IIC_SDA_PIN)


#define I2C_WR        0                /* 写控制bit */
#define I2C_RD        1                /* 读控制bit */


//SGP读取部分
#define SGP30_ADDR                                                                      0x58
#define SGP30_Feature_Set                                                   0x0020
#define SGP30_Init_air_quality                                         0x2003
#define SGP30_Measure_air_quality                   0x2008
#define SGP30_Get_baseline                                                         0x2015
#define SGP30_Set_baseline                                                         0x201e
#define SGP30_Set_humidity                                                        0x2061
#define SGP30_Measure_test                                                         0x2032
#define SGP30_Get_feature_set_version                0x202f
#define SGP30_Measure_raw_signals                                0x2050




void SGP30_I2C_Start(void);
void SGP30_I2C_SendByte(uint8_t _ucByte);
uint8_t SGP30_I2C_ReadByte(u8 ack);
uint8_t SGP30_I2C_WaitAck(void);
void SGP30_I2C_Ack(void);
void SGP30_I2C_NAck(void);
void SGP30_I2C_GPIO_Config(void);
uint8_t SGP30_I2C_CheckDevice(uint8_t _Address);
static u8 CRC_Check(u8 *check_data,u8 num,u8 check_crc);
uint32_t SGP30_I2C_Read_CO2_TVOC(uint8_t _Address);
void SGP30_DATA_IN_Cfg(void);
void SGP30_DATA_OUT_Cfg(void);
void  SGP30_Init(void);
#endif


然后就是主函数


#include "SGP30.h"
#include "delay.h"






/*
*********************************************************************************************************
*                函数名：                        SGP30_I2C_Start
*                功能说明：                I2C开始指令
*                形参：                                无
*                返回值：                        无
*********************************************************************************************************
*/
void SGP30_I2C_Start(void)
{
       
                SGP30_DATA_OUT_Cfg();
                //当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线信号开始
                I2C_SDA_1();
                I2C_SCL_1();
                delay_us(4);
                I2C_SDA_0();
                delay_us(4);
                I2C_SCL_0();
                delay_us(4);


}


/*
*********************************************************************************************************
*                函数名：                        SGP30_I2C_Stop
*                功能说明：                I2C停止指令
*                形参：                                无
*                返回值：                        无
*********************************************************************************************************
*/
void SGP30_I2C_Stop(void)
{
                SGP30_DATA_OUT_Cfg();
                //当SCL高电平时，SDA出现一个上升沿
                I2C_SDA_0();
                I2C_SCL_1();
                delay_us(4);
                I2C_SDA_1();
       
}       


/*
*********************************************************************************************************
*                函数名：SGP30_I2C_SendByte
*                功能说明：CPU向I2C总线设备发送8bit数据
*                形参：_ucbyte ：等待发送的字节
*                返回值：无
**********************************************************************************************************
*/


void SGP30_I2C_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
                uint8_t i;
                SGP30_DATA_OUT_Cfg();
                /*先发送字节的高位bit7*/
                for(i =0;i<8;i++)
                {
                                if(_ucByte & 0x80)                                //每次判断最高位
                                {
                                                I2C_SDA_1();
                                }
                                else
                                {
                                                I2C_SDA_0();
                                }
                               
                                delay_us(4);
                                I2C_SCL_1();
                                delay_us(4);
                                I2C_SCL_0();
                                if(i==7)
                                {
                                                I2C_SDA_1();        //释放总线
                                }
                                _ucByte <<= 1;                //左移一个bit
                                delay_us(4);
                               
                }


}


/*
************************************************************************************************************
*                函数名：SGP30_I2C_ReadByte
*                功能说明：CPU从I2C总线设备读取8bit数据
*                形参：ack 是否应答
*                返回值：读到的数据
************************************************************************************************************
*/
uint8_t SGP30_I2C_ReadByte(u8 ack)
{
                uint8_t i;
                uint8_t value;
                SGP30_DATA_IN_Cfg();
                /*        读到第1个bit为数据的bit7 */
                value = 0;
               
                for(i=0;i<8;i++)
                {
                                value <<= 1;
                                I2C_SCL_1();
                                delay_us(4);
                                if(I2C_SDA_READ())
                                {
                                                value++;
                                }
                                I2C_SCL_0();
                                delay_us(4);
                }
                if(ack == 0)
                        SGP30_I2C_NAck();
                else
                        SGP30_I2C_Ack();


                return value;
               


}




/*
************************************************************************************************************
*                函数名：SGP30_I2C_WaitAck
*                功能说明：CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
*                形参：无
*                返回值：返回0表示正确应答，1表示无器件相应
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*/
uint8_t SGP30_I2C_WaitAck(void)
{
                uint8_t try_time = 100;                                                        //连接超时次数
                SGP30_DATA_IN_Cfg();
                I2C_SDA_1();                                                                                        //CPU释放SDA总线
                delay_us(4);
                I2C_SCL_1();                                                                                        //CPU驱动SCL = 1,此时器件会返回ACK应答
                delay_us(4);               
                while(I2C_SDA_READ())                                                        //等待SGP3030应答
                {
                                try_time--;
                                delay_us(4);
                                if(try_time==0)                                                                        //超时，无响应
                                {
                                                I2C_SCL_0();
                                                delay_us(4);
                                                return 1;
                               
                                }
                }
                I2C_SCL_0();
                delay_us(4);
                return 0;
}






/*
****************************************************************************************************************
*                函数名：SGP30_I2C_Ack
*                功能说明：CPU产生一个ACK信号
*                形参：无
*                返回值：无
****************************************************************************************************************
*/
void SGP30_I2C_Ack(void)
{
                SGP30_DATA_OUT_Cfg();
                I2C_SDA_0();                        //CPU驱动SDA = 0
                delay_us(4);
                I2C_SCL_1();                        //CPU产生一个时钟
                delay_us(4);
                I2C_SCL_0();
                delay_us(4);
                I2C_SDA_1();                        //CPU释放SDA总线
}






/*
*****************************************************************************************************************
*                函数名：SGP30_I2C_NAck
*                功能说明：CPU产生1个NACK信号
*                形参：无
*                返回值：无
*****************************************************************************************************************
*/
void SGP30_I2C_NAck(void)
{
                SGP30_DATA_OUT_Cfg();
                I2C_SDA_1();                //CPU驱动SDA=1
                delay_us(4);
                I2C_SCL_1();                //CPU产生一个时钟
                delay_us(4);
                I2C_SCL_0();
                delay_us(4);       
}




/*
*****************************************************************************************************************
*                函数名：SGP30_I2C_GPIO_Config(void)
*                功能说明：配置I2C总线GPIO，采用模拟IO的方式实现
*                形参：无
*                返回值：无
*******************************************************************************************************************
*/
void SGP30_I2C_GPIO_Config(void)
{
                //库函数初始化通俗易懂
                GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStrcuture;
       
                RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA,ENABLE);
       
                GPIO_InitStrcuture.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;                        //开漏输出
                GPIO_InitStrcuture.GPIO_Pin = IIC_SDA_PIN|IIC_SCL_PIN;
                GPIO_InitStrcuture.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
                GPIO_InitStrcuture.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
                GPIO_Init(IIC_GPIO,&GPIO_InitStrcuture);
}


/*********************************************************************************************************
** 函数名称: SGP_DAT_OUT_Cfg
** 功能描述: 配置SHT的DATA引脚输出
** 输　  入: 无
** 输　  出: 无
********************************************************************************************************/
void SGP30_DATA_OUT_Cfg(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
       
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;               
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);                       
}
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: SGP30_DAT_IN_Cfg
** 功能描述: 配置SHT的DATA引脚输入
** 输　  入: 无
** 输　  出: 无
********************************************************************************************************/
void SGP30_DATA_IN_Cfg(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                               
       
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;                       
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;                // 上拉输入
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
        GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);                               
}


/*
*****************************************************************************************************************
*                函数名：SGP30_I2C_CheckDevice
*                功能说明：检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断设备是否存在
*                形参：_Address:设备的I2C总线地址
*                返回值：返回值0表示正确，返回1表示未探测到
*******************************************************************************************************************
*/
uint8_t SGP30_I2C_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
                uint8_t ucAck;
//                SGP30_I2C_GPIO_Config();                                //配置GPIO
                SGP30_I2C_Start();                                                        //发送启动信号
       
                /* 发送设备地址+读写控制bit(0 = w, 1 = r)bit7 先传*/
                SGP30_I2C_SendByte(_Address|I2C_WR);
                ucAck = SGP30_I2C_WaitAck();                //检测设备的ACK应答
                SGP30_I2C_Stop();                                                                //发送停止信号
                return ucAck;
}


/*
*****************************************************************************************************************
*                函数名：SGP30_I2C_Read_CO2_TVOC
*                功能说明：读取数据
*                形参：_Address:设备的I2C总线地址
*                返回值：返回值0表示正确，返回1表示未探测到
*******************************************************************************************************************
*/
uint32_t SGP30_I2C_Read_CO2_TVOC(uint8_t _Address)
{
                u32 Read_CO2_TVOC=0;
                u8  CRC_Check;
                SGP30_I2C_Start();                                                        //发送启动信号       
                /* 发送设备地址+读写控制bit(0 = w, 1 = r)bit7 先传*/
                SGP30_I2C_SendByte(_Address<<1|I2C_WR);
                SGP30_I2C_WaitAck();                //检测设备的ACK应答
                SGP30_I2C_SendByte(0x20);
                SGP30_I2C_WaitAck();                //检测设备的ACK应答
                SGP30_I2C_SendByte(0x08);
                SGP30_I2C_WaitAck();                //检测设备的ACK应答
                SGP30_I2C_Stop();                                                                //发送停止信号       
                delay_ms(1000);
                SGP30_I2C_Start();                                                        //发送启动信号
                SGP30_I2C_SendByte(_Address<<1|I2C_RD);   //读取设备的特征集       
                SGP30_I2C_WaitAck();                //检测设备的ACK应答
                Read_CO2_TVOC |= (u16)(SGP30_I2C_ReadByte(1)<<8);
                Read_CO2_TVOC |= (u16)(SGP30_I2C_ReadByte(1));
                CRC_Check = SGP30_I2C_ReadByte(1);
                Read_CO2_TVOC |= (u32)(SGP30_I2C_ReadByte(1)<<24);
                Read_CO2_TVOC |= (u32)(SGP30_I2C_ReadByte(1)<<16);
                CRC_Check = SGP30_I2C_ReadByte(0);
                SGP30_I2C_Stop();                                                                //发送停止信号
                return Read_CO2_TVOC;
}


/*
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*/
//CRC校验-8位
static u8 CRC_Check(u8 *check_data,u8 num,u8 check_crc)
{
                uint8_t bit;                                                                                //bit mask
                uint8_t crc = 0xFF;                                                        //caculated checksum
                uint8_t byteCtr;                                                                //byte counter
       
       
                //calculates 8Bit checksum with given polynomial x8+x5+x4+1
                for(byteCtr = 0; byteCtr < num; byteCtr++)
                {
                                crc ^= (*(check_data+byteCtr));
                                //CRC校验，最高为是1就^0x31
                                for(bit = 8; bit > 0;--bit)
                                {
                                                if(crc & 0x80)
                                                        crc = (crc << 1)^0x31;
                                                else
                                                        crc = (crc << 1);
                               
                                }
                }
               
                if(crc == check_crc)
                        return 1;
                else
                        return 0;
       
}




/*
                        SGP30   初始化


*/
void  SGP30_Init(void)
{
                SGP30_I2C_GPIO_Config();                                //配置GPIO
                SGP30_I2C_Start();                                                        //发送启动信号
                /* 发送设备地址+读写控制bit(0 = w, 1 = r)bit7 先传*/
                SGP30_I2C_SendByte(SGP30_ADDR<<1);
                SGP30_I2C_WaitAck();                //检测设备的ACK应答
                SGP30_I2C_SendByte(0x20);
                SGP30_I2C_WaitAck();                //检测设备的ACK应答
                SGP30_I2C_SendByte(0x03);
                SGP30_I2C_WaitAck();                //检测设备的ACK应答       
                SGP30_I2C_Stop();                                                                //发送停止信号               
                delay_ms(1000);


       
}