基于I2C硬件协议的AHT20温湿度传感器如何完成数据采集呢

实验任务要求

学习I2C总线通信协议，完成基于I2C硬件协议的AHT20温湿度传感器的数据采集，并将采集的温度-湿度值通过串口输出。
具体任务：
1）解释什么是“软件I2C”和“硬件I2C”？ （阅读野火配套教材的第23章“I2C–读写EEPROM”原理章节）
2）阅读AHT20数据手册，编程实现：每隔2秒钟采集一次温湿度数据，并通过串口发送到上位机（win10）。
  “软件I2C”和“硬件I2C”

  软件I2C一般是用GPIO管脚，用软件控制管脚状态以模拟I2C通信波形。
I2C Bus(Inter-Integrated Circuit Bus) 最早是由Philips半导体（现被NXP收购）开发的两线时串行总线，常用于微控制器与外设之间的连接。I2C协议规定，总线上数据的传输必须以一个起始信号作为开始条件，以一个结束信号作为传输的停止条件。起始和结束信号总是由主设备产生。起始和结束信号产生条件：总线在空闲状态时，SCL和SDA都保持着高电平，当SCL为高电平而SDA由高到低的跳变，表示产生一个起始条件；当SCL为高而SDA由低到高的跳变，表示产生一个停止条件。
硬件I2C的效率要远高于软件的，而软件I2C由于不受管脚限制，接口比较灵活。
如何判断
可以看底层配置，比如IO口配置，如果配置了IO口的功能（IIC功能）那就是固件IIC，否则就是模拟
可以看IIC写函数，看里面有木有调用现成的函数或者给某个寄存器赋值，如果有，则肯定是固件IIC功能，没有的话肯定是数据一个bit一个bit模拟发生送的，肯定用到了循环，则为模拟。
根据代码量判断，模拟的代码量肯定比固件的要大。
硬件IIC用法比较复杂，模拟IIC的流程更清楚一些。

• 硬件IIC速度比模拟快，并且可以用DMA
  
• 模拟IIC可以在任何管脚上，而硬件只能在固定管脚上。
  软件i2c是程序员使用程序控制SCL,SDA线输出高低电平，模拟i2c协议的时序。一般较硬件i2c稳定，但是程序较为繁琐，但不难。
  硬件i2c程序员只要调用i2c的控制函数即可，不用直接的去控制SCL,SDA高低电平的输出。但是有些单片机的硬件i2c不太稳定，调试问题较多。
  注：此次实验用的软件I2C
  
  

  AHT20测温湿度

  此次实验所用的程序资料为野火自带资料包

  

  

改写程序：
main.c程序代码改写如下：

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "bsp_i2c.h"


uint8_t t;
uint8_t len;
uint16_t times=0;


int main(void)
{       
        delay_init();   
        uart_init(115200);       
        IIC_Init();


       
        while(1)
        {
                printf("开始  ");
                read_AHT10_once();
                delay_ms(1500);


        }
}
将bsp_i2c.c中的void reset_AHT20(void)改为


void  reset_AHT20(void)
{


        I2C_Start();


        I2C_WriteByte(0x70);
        ack_status = Receive_ACK();
        if(ack_status) printf("ÏÂ");
        else printf("1-n-");
        I2C_WriteByte(0xBA);
        ack_status = Receive_ACK();
                if(ack_status) printf("Ãæ");
        else printf("2-n-");
        I2C_Stop();


}
将bsp_i2c.c中的void init_AHT20(void)改为


void  init_AHT10(void)
{
        I2C_Start();


        I2C_WriteByte(0x70);
        ack_status = Receive_ACK();
        if(ack_status) printf("¿ª");
        else printf("3-n-");       
        I2C_WriteByte(0xE1);
        ack_status = Receive_ACK();
        if(ack_status) printf("ʼ");
        else printf("4-n-");
        I2C_WriteByte(0x08);
        ack_status = Receive_ACK();
        if(ack_status) printf("²â");
        else printf("5-n-");
        I2C_WriteByte(0x00);
        ack_status = Receive_ACK();
        if(ack_status) printf("ÊÔ");
        else printf("6-n-");
        I2C_Stop();
}
将bsp_i2c.c中的void read_AHT20(void)改为


void read_AHT10(void)
{
        uint8_t   i;


        for(i=0; i<6; i++)
        {
                readByte=0;
        }


        //-------------
        I2C_Start();


        I2C_WriteByte(0x71);
        ack_status = Receive_ACK();
        if(ack_status) printf(" ");
        else printf("11-n-");
        readByte[0]= I2C_ReadByte();
        printf(" ",readByte[0]);
        Send_ACK();


        readByte[1]= I2C_ReadByte();
        printf(" ",readByte[1]);
        Send_ACK();


        readByte[2]= I2C_ReadByte();
        printf(" ",readByte[2]);
        Send_ACK();


        readByte[3]= I2C_ReadByte();
        printf(" ",readByte[3]);
        Send_ACK();


        readByte[4]= I2C_ReadByte();
        printf(" ",readByte[4]);
        Send_ACK();


        readByte[5]= I2C_ReadByte();
        printf(" ",readByte[5]);
        SendNot_Ack();
        //Send_ACK();


        I2C_Stop();


        //--------------
        if( (readByte[0] & 0x68) == 0x08 )
        {
                H1 = readByte[1];
                H1 = (H1<<8) | readByte[2];
                H1 = (H1<<8) | readByte[3];
                H1 = H1>>4;


                H1 = (H1*1000)/1024/1024;


                T1 = readByte[3];
                T1 = T1 & 0x0000000F;
                T1 = (T1<<8) | readByte[4];
                T1 = (T1<<8) | readByte[5];


                T1 = (T1*2000)/1024/1024 - 500;


                AHT10_OutData[0] = (H1>>8) & 0x000000FF;
                AHT10_OutData[1] = H1 & 0x000000FF;


                AHT10_OutData[2] = (T1>>8) & 0x000000FF;
                AHT10_OutData[3] = T1 & 0x000000FF;
                printf("³É¹¦ÁË");
        }
        else
        {
                AHT10_OutData[0] = 0xFF;
                AHT10_OutData[1] = 0xFF;


                AHT10_OutData[2] = 0xFF;
                AHT10_OutData[3] = 0xFF;
                printf("ʧ°ÜÁË");


        }
        printf("rn");
        printf("ζÈ:%d%d.%dn",T1/100,(T1/10)%10,T1%10);
        printf("ʪ¶È:%d%d.%d",H1/100,(H1/10)%10,H1%10);
        printf("rn");
}
编译程序，生成可执行文件.hex
烧录程序,运行结果如下：
总结

通过这次实验，我对STM32的操作更加流畅了，又是大有收获的一天。