GD32F470_GY-68 BMP180 新款 BOSCH温度 代替BMP085 气压传感器模块

2.23 BMP180气压传感器

1BMP180是一款高精度、小体积、低能耗的压力传感器，可以轻松应用在移动设备中.在测量海拔高度时，传统的做法是通过测量某一高度的大气压力，再经过换算才能得到高度数据。BMP180不仅可以实时的测量大气压力，还能测量实时温度。同时它还具有IIC总线接口，便于单片机进行访问。另外它的使用也很方便，不需要太多的操作就可读取到气压及测量数据

2.23.1 模块来源

采购链接：
GY-68 BMP180 新款 BOSCH温度 代替BMP085 气压传感器模块
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1miTIphm

2.23.2 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

2.23.3 移植过程

我们的目标是在梁山派GD32F470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，再移植至我们的工程。

2.23.3.1 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。

在这里插入图片描述
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。
在这里插入图片描述
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）。在这里插入图片描述
以下为读取温度与气压的步骤：

  1. 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。
  2. 温度初始值读取步骤：
    （1）往寄存器0xf4写入0x2e，等待4、5ms；
    （2）读0xf6（高八位）和0xf7（低八位）两个寄存器；
    （3）进行换算: UT=MSB <<8 +LSB。
  3. 气压初始值读取步骤：
    （1）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；
    （2）读0xf6（16-23位）、0xf7（8-15位）和0xf8（0-7位）三个寄存器；
    （3）进行换算: UP=MSB <<16 + LSB<<8 + XLSB >> (8-oss(这个同温度初始值读取一样))。
  4. 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）。
    在这里插入图片描述

2.23.3.2 引脚选择

在这里插入图片描述

2.23.3.3 移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与上一节相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_bmp180.c与bsp_bmp180.h。见2.2.3.3 移植至工程。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。

/********************************************************************************* 文 件 名: bsp_bmp180.c* 版 本 号: 初版* 修改作者: LC* 修改日期: 2022年04月26日* 功能介绍: 气压传感器bmp180的底层驱动  * 使用说明:******************************************************************************* 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/#include "bsp_bmp180.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"
#include "systick.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)
{/* 使能时钟 */rcu_periph_clock_enable(RCU_SCL);rcu_periph_clock_enable(RCU_SDA);/* 配置SCL为输出模式 */gpio_mode_set(PORT_SCL,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_SCL);/* 配置为推挽输出 50MHZ */gpio_output_options_set(PORT_SCL,GPIO_OTYPE_OD,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_SCL);/* 配置SDA为输出模式 */gpio_mode_set(PORT_SDA,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_SDA);/* 配置为推挽输出 50MHZ */gpio_output_options_set(PORT_SDA,GPIO_OTYPE_OD,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_SDA);
}/******************************************************************* 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 );__nop();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 -1\r\n");Send_Byte(regaddr);if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -2\r\n");Send_Byte(cmd);if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -3\r\n");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 -1\r\n");Send_Byte(regaddr+i);if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Read_Reg NACK -2\r\n");do{timeout++;delay_1ms(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_1ms(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_1ms(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_1ms(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 = %.2f\r\n",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。

/********************************************************************************* 文 件 名: bsp_bmp180.h* 版 本 号: 初版* 修改作者: LC* 修改日期: 2022年04月26日* 功能介绍:          ******************************************************************************* 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/#ifndef _BSP_BMP180_H_
#define _BSP_BMP180_H_#include "gd32f4xx.h"//端口移植
#define RCU_SDA RCU_GPIOF
#define PORT_SDA GPIOF
#define GPIO_SDA GPIO_PIN_9#define RCU_SCL RCU_GPIOF
#define PORT_SCL GPIOF
#define GPIO_SCL GPIO_PIN_7//设置SDA输出模式
#define SDA_OUT()        gpio_mode_set(PORT_SDA,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_SDA)
//设置SDA输入模式
#define SDA_IN()        gpio_mode_set(PORT_SDA,GPIO_MODE_INPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_SDA)
//获取SDA引脚的电平变化
#define SDA_GET()        gpio_input_bit_get(PORT_SDA,GPIO_SDA)
//SDA与SCL输出
#define SDA(x)          gpio_bit_write(PORT_SDA,GPIO_SDA, (x?SET:RESET))
#define SCL(x)          gpio_bit_write(PORT_SCL,GPIO_SCL, (x?SET: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

2.23.4 移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

/********************************************************************************* 文 件 名: main.c* 版 本 号: 初版* 修改作者: LC* 修改日期: 2022年04月19日* 功能介绍:          ******************************************************************************* 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "main.h"
#include "sys.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_bmp180.h"/************************************************
函数名称 ： main
功    能 ： 主函数
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
作    者 ： LC
*************************************************/
int main(void)
{nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);  // 优先级分组systick_config();                                                  // 滴答定时器初始化usart_gpio_config(9600U);                                          // 串口0初始化BMP180_GPIO_Init();BMP180_Get_param();printf("start\r\n");while(1) {printf("temp = %.2f\r\n", BMP180_Get_Temperature() );printf("Pressure = %.2f\r\n", BMP180_Get_Pressure() );BMP180_Get_Altitude(BMP180_Get_Pressure());delay_1ms(1000);}
}

移植现象：每隔一秒测量一次温度、气压和高度，并发送至串口0。

在这里插入图片描述
移植成功示例，见文件2.23.4-1 。

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作者：CSDN @ _养乐多_ 本文将介绍在 Google Earth Engine（GEE）平台上使用“UCSB-CHG/CHIRPS/DAILY”数据集计算某一段时期（某年/某个季节/某月）的累积降雨量图像，并下载。 结果如下图所示， 文章目录 一、核心函数二、代码链接三、完整代码一、核心函数 .sum() // 对影…
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02 Php学习：变量

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Php 变量声明 Php 变量赋值 在PHP中&#xff0c;变量赋值是指将一个值赋给一个变量。变量赋值是 PHP 中最基本和常见的操作之一&#xff0c;以下是关于变量赋值的详细说明和示例&#xff1a; 变量赋值语法&#xff1a; $variable value;$variable&#xff1a;要赋值的变量名…
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