【CW32模块使用】BMP180气压传感器

一模块来源

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);
    }}