CW32模块使用 BMP180气压传感器

一、模块来源

模块实物展示：
 

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

二、规格参数

工作电压：1.8~3.6V

工作电流：0.1~1000uA

温度精度：±1℃

温度范围：0~65℃

气压范围：300~1100 hPa

气压精度：1 hPa

输出方式: IIC

管脚数量：3 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【能够测量环境温度、气压、高度】。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

BMP180共有四种工作模式，每种模式有不同的采样数量、转换速度和噪声等参数的不同。可以通过写入ctrl_meas寄存器来设置模式，默认为第一个ultra low power超低功耗。

BMP180的气压和温度数值并不是可以直接读取的，每个不同的传感器中，都有自己独特的校准数值，存储在内置的E2PROM存储器中。当微处理器读取传感器的原始温度和气压数值后，再根据E2PROM中的校准数值进行转换，才能得到真正的温度、气压数据。每个校准数值的存储位置如下，微处理器通过这些地址读取校准数值。

和所有的IIC总线器件一样，BMP180也有一个器件的固定地址，根据其数据手册，出厂时默认BMP180的从机地址为0xEE（写入方向），或0xEF（读出方向）。

以下为读取温度与气压的步骤：

把16位的校准数值读取到单片机中，可以看到一共有11个数值。需要注意的是高位存储在MSB地址，低位存储在LSB地址。例如数值AC1，高八位存储在0xAA地址，低八位存储在0xAB地址。

温度初始值读取步骤：

往寄存器0xf4写入0x2e，等待4、5ms；

读0xf6（高八位）和0xf7（低八位）两个寄存器；

进行换算: UT=MSB <<8 +LSB。

气压初始值读取步骤：

往寄存器0xf4写入0x34（如果不是默认的工作模式，需要加上oss左移六位的结果，oss为设置工作模式的寄存器0xf4的bit7、bit6位），等待4、5ms；

读0xf6（16-23位）、0xf7（8-15位）和0xf8（0-7位）三个寄存器；

进行换算: UP=MSB <<16 + LSB<<8 + XLSB >> (8-oss(这个同温度初始值读取一样))。

根据第一步读出来的校准系数和第二步读出来的UT、UP进行换算，最后得出来的T（温度，每个数值代表0.1摄氏度），p（气压，每个数值代表1帕）。

3.2引脚选择

模块接线图

3.3移植至工程

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_bmp180.c与bsp_bmp180.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_bmp180.c中，编写如下代码。

 

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "bsp_bmp180.h" #include "stdio.h" #include "math.h" typedef struct _BMP180_STRUCT{ short AC1; short AC2; short AC3; uint16_t AC4; uint16_t AC5; uint16_t AC6; short B1; short B2; short MB; short MC; short MD; }_BMP180_PARAM_; _BMP180_PARAM_ param={0}; long B5 = 0; /****************************************************************** * 函 数 名 称：BMP180_GPIO_Init * 函 数 说 明：BMP180的引脚初始化 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void BMP180_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体 RCC_BMP180_ENABLE(); // 使能GPIO时钟 GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL; // 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_BMP180, &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(); SDA(1); delay_us(5); SCL(1); delay_us(5); SDA(0); delay_us(5); SCL(0); delay_us(5); } /****************************************************************** * 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(); delay_us(5); SCL(1); delay_us(5); 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(uint8_t 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：BMP180_Write_Cmd * 函 数 说 明：向BMP180写入一个字节数据 * 函 数 形 参：regaddr寄存器地址 cmd写入的数据 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：regaddr=0xf4, cmd=0X2E ******************************************************************/ void BMP180_Write_Cmd(uint8_t regaddr,uint8_t cmd) { IIC_Start();//起始信号 Send_Byte(0XEE);//器件地址+写 if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -1rn"); Send_Byte(regaddr); if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -2rn"); Send_Byte(cmd); if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -3rn"); IIC_Stop(); } /****************************************************************** * 函 数 名 称：BMP180_Read16 * 函 数 说 明：读取BMP180数据 * 函 数 形 参：regaddr读取的地址 len读取的长度 * 函 数 返 回：读取到的数据 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ uint16_t BMP180_Read16(uint16_t regaddr,uint8_t len) { int timeout = 0; uint16_t dat[3] = {0}; int i =0; for( i = 0; i < len; i++ ) { IIC_Start();//起始信号 Send_Byte(0XEE);//器件地址+写 if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Read_Reg NACK -1rn"); Send_Byte(regaddr+i); if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Read_Reg NACK -2rn"); do{ timeout++; delay_ms(1); IIC_Start();//起始信号 Send_Byte(0XEF);//器件地址+读 }while(I2C_WaitAck() == 1 && (timeout < 5) ); dat[i] = Read_Byte(); IIC_Send_Ack(1); IIC_Stop(); delay_ms(1); } if( len == 2 ) return ( (dat[0]< <8) | dat[1] ); if( len == 3 ) return (( (dat[0]< <16) | (dat[1]< <8) | (dat[2]) ) > > 8); return 0; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：BMP180_Get_Temperature * 函 数 说 明：读取温度单位℃ * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：温度 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ float BMP180_Get_Temperature(void) { long UT = 0; long X1 = 0, X2 = 0; BMP180_Write_Cmd(0XF4, 0X2E); delay_ms(6); UT = BMP180_Read16(0xf6,2); X1 = ((long)UT - param.AC6) * param.AC5 / 32768.0; X2 = ((long)param.MC * 2048.0) / ( X1 + param.MD ); B5 = X1 + X2; return ((B5+8)/16.0)*0.1f; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：BMP180_Get_Pressure * 函 数 说 明：读取气压,单位Pa * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：当前气压，单位Pa * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ float BMP180_Get_Pressure(void) { long UP = 0; uint8_t oss = 0; long X1 = 0, X2 = 0; BMP180_Get_Temperature(); BMP180_Write_Cmd(0XF4, (0X34+(oss< <6))); delay_ms(10); UP = BMP180_Read16(0xf6,3); int32_t B6 = B5 - 4000; X1 = (B6 * B6 > > 12) * param.B2 > > 11; X2 = param.AC2 * B6 > > 11; int32_t X3 = X1 + X2; int32_t B3 = (((param.AC1 < < 2) + X3) + 2) > > 2; X1 = param.AC3 * B6 > > 13; X2 = (B6 * B6 > > 12) * param.B1 > > 16; X3 = (X1 + X2 + 2) > > 2; uint32_t B4 = param.AC4 * (uint32_t)(X3 + 32768) > > 15; uint32_t B7 = ((uint32_t)UP - B3) * 50000; int32_t p; if(B7 < 0x80000000) { p = (B7 < < 1) / B4; } else { p = B7/B4 < < 1; } X1 = (p > > 8) * (p > > 8); X1 = (X1 * 3038) > > 16; X2 = (-7375 * p) > > 16; p = p + ((X1 + X2 + 3791) > > 4); return p; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：BMP180_Get_Altitude * 函 数 说 明：计算海拔高度 * 函 数 形 参：p=当前气压 * 函 数 返 回：海拔高度 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ float BMP180_Get_Altitude(float p) { //#define PRESSURE_OF_SEA 101325.0f // 参考海平面压强 float altitude = 0; altitude = 44330*(1 - pow((p)/ 101325.0f, 1.0f / 5.255f)); // printf("altitude = %.2frn",altitude); return altitude; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：BMP180_Get_param * 函 数 说 明：获取出厂校准值 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void BMP180_Get_param(void) { param.AC1 = BMP180_Read16(0xaa,2); param.AC2 = BMP180_Read16(0xac,2); param.AC3 = BMP180_Read16(0xae,2); param.AC4 = BMP180_Read16(0xb0,2); param.AC5 = BMP180_Read16(0xb2,2); param.AC6 = BMP180_Read16(0xb4,2); param.B1 = BMP180_Read16(0xb6,2); param.B2 = BMP180_Read16(0xb8,2); param.MB = BMP180_Read16(0xba,2); param.MC = BMP180_Read16(0xbc,2); param.MD = BMP180_Read16(0xbe,2); }

 

在文件bsp_bmp180.h中，编写如下代码。

 

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #ifndef _BSP_BMP180_H_ #define _BSP_BMP180_H_ #include "board.h" //端口移植 #define RCC_BMP180_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define PORT_BMP180 CW_GPIOB #define GPIO_SDA GPIO_PIN_9 #define GPIO_SCL GPIO_PIN_8 //设置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_BMP180, &GPIO_InitStruct); } //设置SDA输入模式 #define SDA_IN() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_BMP180, &GPIO_InitStruct); } //获取SDA引脚的电平变化 #define SDA_GET() GPIO_ReadPin(PORT_BMP180, GPIO_SDA) //SDA与SCL输出 #define SDA(x) GPIO_WritePin(PORT_BMP180, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) ) #define SCL(x) GPIO_WritePin(PORT_BMP180, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) ) void BMP180_GPIO_Init(void); float BMP180_Get_Temperature(void); float BMP180_Get_Pressure(void); void BMP180_Write_Cmd(uint8_t regaddr,uint8_t cmd); void BMP180_Get_param(void); float BMP180_Get_Altitude(float p); #endif

 

四、移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

 

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "board.h" #include "stdio.h" #include "bsp_uart.h" #include "bsp_bmp180.h" int32_t main(void) { board_init(); // 开发板初始化 uart1_init(115200); // 串口1波特率115200 BMP180_GPIO_Init(); BMP180_Get_param(); printf("startrn"); while(1) { printf("温度 = %.2frn", BMP180_Get_Temperature() ); printf("气压 = %.2frn", BMP180_Get_Pressure() ); printf("海拔 = %.2frn", BMP180_Get_Altitude(BMP180_Get_Pressure()) ); printf("n"); delay_ms(1000); } }

 

移植现象：每隔一秒左右测量一次温度、气压和高度

模块移植成功案例代码：

链接：https://pan.baidu.com/s/1XigPjcZfrXBNn-wTb3S1KA?pwd=LCKF

提取码：LCKF

审核编辑 黄宇