【CW32模块使用】AHT10温湿度传感器

AHT10，新一代温湿度传感器在尺寸与智能方面建立了新的标准：它嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚SMD 封装，底面 4 x 5mm ，高度1.6mm。传感器输出经过标定的数字信号，标准 I 2 C 格式。AHT10 配有一个全新设计的 ASIC专用芯片、一个经过改进的MEMS 半导体电容式湿度传感元件和一个标准的片上温度传感元件，其性能已经大大提升甚至超出了前一代传感器的可靠性水平，新一代温湿度传感器，经过改进使其在恶劣环境下的性能更稳定。

每一个传感器都经过校准和测试，在产品表面印有产品批号。由于对传感器做了改良和微型化改进，因此它的性价比更高，并且最终所有设备都将得益于尖端的节能运行模式。应用范围主要在暖通空调、除湿器、测试及检测设备、消费品、汽车、自动控制、数据记录器、气象站、家电、湿度调节、医疗及其他相关温湿度检测控制。

一模块来源

资料下载链接：https://pan.baidu.com/s/1xTX_QCmEmy8DWgxgtgXXFw

提取码：pp3k

二 规格参数

工作电压：1.8~3.6V

工作电流：0.25~23uA

湿度误差：±2%RH

温度误差：±0.3℃

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【能够测量环境温湿度】。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

器件地址为 0x38 ，但是最后一位是读写位，需要空出一位给读写位，因此需要左移一位，即 0x38<<1 得到 0X70

采集步骤：(写=0，读=1)

起始信号->器件地址左移1位+写 -> 等待传感器应答 -> 发送触发测量命令（0XAC）-> 等待传感器应答 -> 发送数据位0X33 -> 等待传感器应答 -> 发送数据位0x00 -> 等待传感器应答 -> 停止信号（可不加）-> 起始信号 ->器件地址左移1位+读 -> 等待传感器应答 -> 读取8位数据（状态字）-> 主机发送应答 -> 读取湿度高位数据 -> 主机发送应答 -> 读取湿度低位数据 -> 主机发送应答-> 读取湿度最后4位数据和温度最高的4位数据 -> -> 主机发送应答 -> 读取温度8数据 -> 主机发送应答-> 读取温度8位数据 -> 主机发送应答 -> 停止信号。

8位状态字，各个位表示的意义。

示例：

状态位 = 0x1C
        0X1C = 0001 1100        bit7  = 设备空闲        bit6~5= NOR mode        bit4  = 保留        BIT3  = 1已校准        bit0~2= 保留

湿度换算公式：其中SRH等于读取到的20位湿度数据整合后的数据。

RH(%)=（SRH/2的20次方）* 100

温度换算公式：其中ST等于读取到的20位温度数据整合后的数据。

3.2引脚选择

模块接线图

3.3查移植至工程

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_aht10.c与bsp_aht10.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_aht10.c中，编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-04-01     LCKFB-LP    first version */
#include "bsp_aht10.h"#include "stdio.h"#include "board.h"
float Temperature = 0;float Humidity = 0;

/****************************************************************** * 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);        SCL(1);        delay_us(4);
        SDA(0);        delay_us(4);        SCL(0);
}/****************************************************************** * 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);        delay_us(4);
        SCL(1);        SDA(1);        delay_us(4);
}



/****************************************************************** * 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(2);        if(!ack) SDA(0);        else     SDA(1);        SCL(1);        delay_us(2);        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;
    SDA(1);    delay_us(1);    SCL(1);    delay_us(1);
    SDA_IN();    delay_us(2);
    while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )    {            ack_flag--;            delay_us(3);    }
    if( ack_flag <= 0 )    {            IIC_Stop();            return 1;    }    else    {            SCL(0);            SDA_OUT();    }    SDA(0);    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(2);                SCL(0);                delay_us(2);                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(2);                SCL(1);                delay_us(2);                receive<<=1;                if( SDA_GET() )                {                        receive|=1;                }                delay_us(1);        }        SCL(0);        return receive;}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：AHT10Reset * 函 数 说 明：软件复位 * 函 数 形 参： * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void AHT10Reset(void){        IIC_Start();        Send_Byte(0x70);        I2C_WaitAck();        Send_Byte(0xba);        I2C_WaitAck();        IIC_Stop();}

/****************************************************************** * 函 数 名 称：AHT10_GPIO_Init * 函 数 说 明：AHT10的引脚初始化 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void AHT10_GPIO_Init(void){    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体
    RCC_AHT10_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_AHT10, &GPIO_InitStruct);    // 初始化
    delay_ms(50);//延时50ms让传感器稳定    IIC_Start();    Send_Byte(0x70);  //获取状态    //初始化校准    Send_Byte(0xe1);    Send_Byte(0x08);    Send_Byte(0x00);    IIC_Stop();    delay_ms(50);//延时50ms让传感器稳定}

/********************************************************** * 函 数 名 称：AHT10_Read * 函 数 功 能：读取AHT10的温湿度数据 * 传 入 参 数：无 * 函 数 返 回：0读取成功 * 作       者：LC * 备       注：无**********************************************************/unsigned char AHT10_Read(void){        char timeout = 0;        unsigned char buff[6] = {0};        unsigned int dat = 0;
        IIC_Start();//起始信号        Send_Byte(0X38<<1 | 0);                  //器件地址+写命令        I2C_WaitAck();                //等待传感器应答        Send_Byte(0XAC);//寄存器地址：触发测量命令        I2C_WaitAck();//等待传感器应答
        Send_Byte(0X33);//发送数据位        I2C_WaitAck();//等待传感器应答
        Send_Byte(0X00);//发送数据位        I2C_WaitAck();//等待传感器应答
        IIC_Stop();        //停止信号
        do{            delay_ms(1);//超时判断，等待传感器采集数据            timeout++;            IIC_Start();//重新发送起始信号            Send_Byte(0X38<<1  | 1);//器件地址+写命令        }while( I2C_WaitAck() == 1 && timeout < 5 );
        buff[0] = Read_Byte();//读取状态字        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答
        buff[1] = Read_Byte();//湿度高8位数据        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答
        buff[2] = Read_Byte();//湿度低8位数据        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答
        buff[3] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答
        buff[4] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答
        buff[5] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(1);//主机发送应答
        IIC_Stop();//停止信号
        delay_ms(20);
        //高位在前        dat = (((buff[1]<<12) | (buff[2]<<4)) | (buff[3]>>4));        Humidity = dat / 1048576.0 * 100.0;
        dat = 0;        dat = ((buff[3] &0x0F) << 16 ) | ( buff[4] << 8) | buff[5];        Temperature = (dat/1048576.0) * 200 - 50;
        AHT10Reset();                // AHT10复位        AHT10_GPIO_Init();        // GPIO重新初始化
        return 0;}

/********************************************************** * 函 数 名 称：Get_Temperature * 函 数 功 能：获取采集后的温度数据 * 传 入 参 数：无 * 函 数 返 回：温度数据，单位℃ * 作       者：LC * 备       注：必须先采集与数据，否则返回0或者之前的数据**********************************************************/float Get_Temperature(void){        return Temperature;}
/********************************************************** * 函 数 名 称：Get_Humidity * 函 数 功 能：获取采集后的湿度数据 * 传 入 参 数：无 * 函 数 返 回：湿度数据，单位%RH * 作       者：LC * 备       注：必须先采集与数据，否则返回0或者之前的数据**********************************************************/float Get_Humidity(void){        return Humidity;}

在文件bsp_aht10.h中，编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */
#ifndef _BSP_AHT10_H_#define _BSP_AHT10_H_
#include "board.h"

//端口移植
#define RCC_AHT10_ENABLE()  __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()#define PORT_AHT10          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_AHT10, &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_AHT10, &GPIO_InitStruct);                           }//获取SDA引脚的电平变化#define SDA_GET()       GPIO_ReadPin(PORT_AHT10, GPIO_SDA)//SDA与SCL输出#define SDA(x)          GPIO_WritePin(PORT_AHT10, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )#define SCL(x)          GPIO_WritePin(PORT_AHT10, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )

void AHT10_GPIO_Init(void);unsigned char AHT10_Read(void);float Get_Temperature(void);float Get_Humidity(void);
#endif

‍04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_aht10.h"
int32_t main(void){    board_init();        // 开发板初始化
    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200
    AHT10_GPIO_Init();//AHT10引脚初始化    printf("Startrn");    while(1)    {        //采集温湿度        AHT10_Read();
        //串口打印温度数据        printf("温度 = %.2frn", Get_Temperature() );        //串口打印湿度数据        printf("湿度 = %.2frn", Get_Humidity() );
        printf("n");        delay_ms(1000);
    }}