vb6编写dll读取dat文件_【STM32Cube_15】使用硬件I2C读取温湿度传感器数据（SHT30）...

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【STM32Cube_15】使用硬件I2C读取温湿度传感器数据（SHT30）​www.mculover666.cn
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本篇详细的记录了如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的硬件I2C外设，读取SHT30温湿度传感器的数据并通过串口发送。

1. 准备工作

硬件准备

  • 开发板

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是STM32L4的开发板（BearPi）：

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  • SHT30温湿度传感器

SHT30温湿度传感器是一个完全校准的、现行的、带有温度补偿的数字输出型传感器，具有 2.4V-5.5V 的宽电压支持，使用IIC接口进行通信，最高速率可达1M并且有两个用户可选地址，除此之外，它还具有8个引脚的DFN超小封装，如图：

6aa897f807fd833af29a62179f301f46.png

SHT30的原理图如下：

f10654ec407fca46a6bc2480d5fbf33c.png

软件准备

  • 需要安装好Keil - MDK及芯片对应的包，以便编译和下载生成的代码；
  • 准备一个串口调试助手，这里我使用的是Serial Port Utility；
Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安装包都可以在文末关注公众号获取，回复关键字获取相应的安装包：

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2.生成MDK工程

选择芯片型号

打开STM32CubeMX，打开MCU选择器：

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搜索并选中芯片STM32L431RCT6:

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配置时钟源

  • 如果选择使用外部高速时钟（HSE），则需要在System Core中配置RCC；
  • 如果使用默认内部时钟（HSI），这一步可以略过；

这里我都使用外部时钟：

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配置串口

小熊派开发板板载ST-Link并且虚拟了一个串口，原理图如下：

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这里我将开关拨到AT-MCU模式，使PC的串口与USART1之间连接。

接下来开始配置USART1：

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配置I2C接口

查看小熊派E53接口的原理图：

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接下来开始配置I2C接口1：

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配置时钟树

STM32L4的最高主频到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：

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生成工程设置

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代码生成设置

最后设置生成独立的初始化文件：

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生成代码

点击GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：

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3. 在MDK中编写、编译、下载用户代码

重定向printf( )函数

参考：【STM32Cube_09】重定向printf函数到串口输出的多种方法。

修改I2C初始化代码的小BUG

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4. 编写SHT30驱动程序

参考SHT30数据手册.pdf进行编程。

宏定义SHT30器件地址

先来编写sht30_i2c_drv.h头文件，SHT30的器件地址由ADDR端口的高低电平决定：

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注意数据手册中给出了8位数据，只有低7位用作地址，结合原理图，可以定义如下：

/* ADDR Pin Conect to VSS */#define SHT30_ADDR_WRITE    0x44<<1         //10001000
#define SHT30_ADDR_READ     (0x44<<1)+1     //10001011

枚举SHT30命令列表

参考数据手册，在sht30_i2c_drv.h头文件中给出如下枚举定义：

typedef enum
{/* 软件复位命令 */SOFT_RESET_CMD = 0x30A2,    /*单次测量模式命名格式：Repeatability_CS_CMDCS： Clock stretching*/HIGH_ENABLED_CMD    = 0x2C06,MEDIUM_ENABLED_CMD  = 0x2C0D,LOW_ENABLED_CMD     = 0x2C10,HIGH_DISABLED_CMD   = 0x2400,MEDIUM_DISABLED_CMD = 0x240B,LOW_DISABLED_CMD    = 0x2416,/*周期测量模式命名格式：Repeatability_MPS_CMDMPS：measurement per second*/HIGH_0_5_CMD   = 0x2032,MEDIUM_0_5_CMD = 0x2024,LOW_0_5_CMD    = 0x202F,HIGH_1_CMD     = 0x2130,MEDIUM_1_CMD   = 0x2126,LOW_1_CMD      = 0x212D,HIGH_2_CMD     = 0x2236,MEDIUM_2_CMD   = 0x2220,LOW_2_CMD      = 0x222B,HIGH_4_CMD     = 0x2334,MEDIUM_4_CMD   = 0x2322,LOW_4_CMD      = 0x2329,HIGH_10_CMD    = 0x2737,MEDIUM_10_CMD  = 0x2721,LOW_10_CMD     = 0x272A,/* 周期测量模式读取数据命令 */READOUT_FOR_PERIODIC_MODE = 0xE000,
} SHT30_CMD;

发送命令函数

/*** @brief   向SHT30发送一条指令(16bit)* @param   cmd —— SHT30指令（在SHT30_MODE中枚举定义）* @retval  成功返回HAL_OK
*/
static uint8_t  SHT30_Send_Cmd(SHT30_CMD cmd)
{uint8_t cmd_buffer[2];cmd_buffer[0] = cmd >> 8;cmd_buffer[1] = cmd;return HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, SHT30_ADDR_WRITE, (uint8_t* cmd_buffer, 2, 0xFFFF);
}

复位函数

/*** @brief   复位SHT30* @param   none* @retval  none
*/
void SHT30_reset(void)
{SHT30_Send_Cmd(SOFT_RESET_CMD);HAL_Delay(20);
}

SHT30工作模式初始化函数（周期测量模式）

/*** @brief   初始化SHT30* @param   none* @retval  成功返回HAL_OK* @note    周期测量模式
*/
uint8_t SHT30_Init(void)
{return SHT30_Send_Cmd(MEDIUM_2_CMD);
}

从SHTY30读取一次数据（周期测量模式下）

从SHT30数据手册中可以得到在周期测量模式下读取一次数据的时序，如图：

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根据该时序可以看出，首先要发送读数据的命令，然后接收6个字节的数据，编写程序如下：

/*** @brief   从SHT30读取一次数据* @param   dat —— 存储读取数据的地址（6个字节数组）* @retval  成功 —— 返回HAL_OK
*/
uint8_t SHT30_Read_Dat(uint8_t* dat)
{SHT30_Send_Cmd(READOUT_FOR_PERIODIC_MODE);return HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, SHT30_ADDR_READ, dat, 6, 0xFFFF);
}

从接收数据中校验并解析温度值和湿度值

在数据手册中可知，SHT30分别在温度数据和湿度数据之后发送了8-CRC校验码，确保了数据可靠性。

关于CRC校验请参考我的另一篇博客：如何通俗的理解CRC校验并用C语言实现。

CRC-8校验程序如下：

#define CRC8_POLYNOMIAL 0x31uint8_t CheckCrc8(uint8_t* const message, uint8_t initial_value)
{uint8_t  remainder;     //余数uint8_t  i = 0, j = 0;  //循环变量/* 初始化 */remainder = initial_value;for(j = 0; j < 2;j++){remainder ^= message[j];/* 从最高位开始依次计算  */for (i = 0; i < 8; i++){if (remainder & 0x80){remainder = (remainder << 1)^CRC8_POLYNOMIAL;}else{remainder = (remainder << 1);}}}/* 返回计算的CRC码 */return remainder;
}

计算温度值和湿度值的公式在数据手册中已给出，如图：

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接下来编写解析数据的函数：

/*** @brief   将SHT30接收的6个字节数据进行CRC校验，并转换为温度值和湿度值* @param   dat  —— 存储接收数据的地址（6个字节数组）* @retval  校验成功  —— 返回0*          校验失败  —— 返回1，并设置温度值和湿度值为0
*/
uint8_t SHT30_Dat_To_Float(uint8_t* const dat, float* temperature, float* humidity)
{uint16_t recv_temperature = 0;uint16_t recv_humidity = 0;/* 校验温度数据和湿度数据是否接收正确 */if(CheckCrc8(dat, 0xFF) != dat[2] || CheckCrc8(&dat[3], 0xFF) != dat[5])return 1;/* 转换温度数据 */recv_temperature = ((uint16_t)dat[0]<<8)|dat[1];*temperature = -45 + 175*((float)recv_temperature/65535);/* 转换湿度数据 */recv_humidity = ((uint16_t)dat[3]<<8)|dat[4];*humidity = 100 * ((float)recv_humidity / 65535);return 0;
}

5. 测试SHT30驱动程序

在main函数中对该驱动进行测试，在main.c中添加如下代码：

#include <stdio.h>
#include "sht30_i2c_drv.h"int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint8_t recv_dat[6] = {0};float temperature = 0.0;float humidity = 0.0;/* USER CODE END 1 */HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_I2C1_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */SHT30_Reset();if(SHT30_Init() == HAL_OK)printf("sht30 init ok.n");elseprintf("sht30 init fail.n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */HAL_Delay(1000);if(SHT30_Read_Dat(recv_dat) == HAL_OK){if(SHT30_Dat_To_Float(recv_dat, &temperature, &humidity)==0){printf("temperature = %f, humidity = %fn", temperature, humidity);}else{printf("crc check fail.n");}}else{printf("read data from sht30 fail.n");}}/* USER CODE END 3 */
}

测试结果如图：

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至此，我们已经学会如何使用硬件IIC接口读取温湿度传感器数据并使用软件CRC校验（SHT30），下一节将讲述如何使用硬件CRC校验SHT30的数据。

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