由瑞士Sensirion推出的 SHT20數(shù)字溫濕度傳感器，基于領(lǐng)先世界的CMOSens ? 數(shù)字傳感技術(shù)，具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。全量程標(biāo)定，兩線數(shù)字接口，可與單片機(jī)直接相連，大大縮短研發(fā)時(shí)間、簡(jiǎn)化外圍電路并降低費(fèi)用。此外，體積微小、響應(yīng)迅速、低能耗、可浸沒、抗干擾能力強(qiáng)、溫濕一體，兼有露點(diǎn)測(cè)量，性價(jià)比高，使該產(chǎn)品能夠適于多種場(chǎng)合的應(yīng)用。

一、模塊來源

模塊實(shí)物展示：

資料下載鏈接：
https://pan.baidu.com/s/1HrQkwECvGgQSHvt_RNdLdA

二 、規(guī)格參數(shù)

工作電壓：2.1~3.6V

工作電流：0.1~1000uA

溫度精度：±0.3℃

溫度范圍：-40~125℃

濕度范圍：0~100 %RH

濕度精度：±3%RH

輸出方式: IIC

管腳數(shù)量：4 Pin

以上信息見廠家資料文件

三、移植過程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【能夠測(cè)量環(huán)境溫濕度】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

開始傳輸后，隨后先傳輸首字節(jié)包括I2C設(shè)備地址（7bit）和一個(gè)SDA方向位（R:1, W:0）。

一個(gè)時(shí)鐘發(fā)送一個(gè)位，在第8個(gè)下降沿之后，通過拉低SDA引腳（ACK位 為0），只是傳感器數(shù)據(jù)接收正常。在發(fā)出測(cè)量命令之后（‘1110’‘0011’代表溫度測(cè)量，‘1110’‘0101’代表相對(duì)濕度測(cè)量 ，這種為主機(jī)模式），MCU必須等待測(cè)量完成。

主機(jī)模式：

測(cè)量過程中，SCL線被封鎖（由傳感器控制），在測(cè)量時(shí)，SHT2x將SCL拉低強(qiáng)制主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)。當(dāng)釋放SCL線，表示傳感器內(nèi)部工作接收，可以繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送

灰色的部分是傳感器控制的，當(dāng)傳感器給MCU返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，每返回一個(gè)字節(jié)，MCU要返回一個(gè)ACK信號(hào)，當(dāng)接收完畢之后，返回一個(gè)NACK并接著傳輸停止時(shí)序（P）。

注：校驗(yàn)和可以不需要，不需要?jiǎng)t就在數(shù)據(jù)接收完之后返回NACK

非主機(jī)模式：

測(cè)量過程中，SCL線是開發(fā)狀態(tài)，可進(jìn)行其他通信，可以在總線上處理其他I2C總線通信任務(wù)。

當(dāng)MCU要對(duì)傳感器狀態(tài)進(jìn)行查詢時(shí)，先發(fā)起一個(gè)開始信號(hào)，在發(fā)送從機(jī)地址和SDA方向位（寫），此時(shí)從機(jī)匹配地址成功，則發(fā)送ACK信號(hào)，并開始測(cè)量。如果傳感器完成了測(cè)量過程，并且發(fā)送ASK信號(hào)，那么MCU就可以讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。如果測(cè)量沒有完成，傳感器發(fā)送NACK信號(hào)，此時(shí)MCU必須重新發(fā)送啟動(dòng)傳輸時(shí)序，直至測(cè)量完成，MCU讀取數(shù)據(jù)。

注意：測(cè)量的數(shù)據(jù)，溫度和濕度均為兩個(gè)字節(jié)。而且無論哪一種傳輸模式，測(cè)量的最大分辨率最大是14bit，數(shù)據(jù)的第二個(gè)字節(jié)SDA上最后兩位是用來標(biāo)記相關(guān)狀態(tài)信息。其中bit1表示測(cè)量類型（0是溫度，1是濕度）

灰色的區(qū)域是傳感器控制的，如果不需要校驗(yàn)和，那么在接收完兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)之后就MCU直接發(fā)出NACK信號(hào)再接著發(fā)出停止時(shí)序(P)，則結(jié)束通信。

通常測(cè)量的最長(zhǎng)時(shí)間取決于測(cè)量類型和分辨率.

在計(jì)算MCU通信時(shí)間時(shí)，測(cè)量溫度選擇最長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間是85ms，而測(cè)量相對(duì)濕度選擇最長(zhǎng)的時(shí)間是29ms。

傳感器內(nèi)部設(shè)置的默認(rèn)分辨率為相對(duì)濕度12位和溫度14位。SDA的輸出數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包，高字節(jié)MSB在前(左對(duì)齊)。每個(gè)字節(jié)后面都跟隨一個(gè)應(yīng)答位。兩個(gè)狀態(tài)位，即 LSB的后兩位在進(jìn)行物理計(jì)算前須置0。計(jì)算濕度：其中SRH表示我們讀取到的濕度原始數(shù)據(jù)。

計(jì)算溫度：其中ST表示我們讀取到的溫度原始數(shù)據(jù)。

3.2引腳選擇

模塊接線圖

3.3移植至工程

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_sht20.c與bsp_sht20.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_sht20.c中，編寫如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */
#include "bsp_sht20.h"
#include "board.h"
#include "stdio.h"

void SHT20_GPIO_INIT(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體

    RCC_SHT20_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘

    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL;   // GPIO引腳
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 開漏輸出
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;    // 輸出速度高
    GPIO_Init(PORT_SHT20, &GPIO_InitStruct);   // 初始化
}

/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Start
 * 函 數(shù) 說 明：IIC起始信號(hào)
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Start(void)
{
        SDA_OUT();

        SCL(0);
        SDA(1);
        SCL(1);

        delay_us(5);

        SDA(0);
        delay_us(5);
        SCL(0);
        delay_us(5);


}

/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Stop
 * 函 數(shù) 說 明：IIC停止信號(hào)
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Stop(void)
{
        SDA_OUT();

        SCL(0);
        SDA(0);

        SCL(1);
        delay_us(5);
        SDA(1);
        delay_us(5);

}

/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Send_Ack
 * 函 數(shù) 說 明：主機(jī)發(fā)送應(yīng)答
 * 函 數(shù) 形 參：0應(yīng)答  1非應(yīng)答
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Send_Ack(uint8_t 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 數(shù) 名 稱：IIC_Wait_Ack
 * 函 數(shù) 說 明：等待從機(jī)應(yīng)答
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：1=無應(yīng)答   0=有應(yīng)答
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
uint8_t IIC_Wait_Ack(void)
{
        char ack = 0;
        unsigned char ack_flag = 10;
        SDA_IN();
    SDA(1);
        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 數(shù) 名 稱：IIC_Write
 * 函 數(shù) 說 明：IIC寫一個(gè)字節(jié)
 * 函 數(shù) 形 參：dat寫入的數(shù)據(jù)
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Write(uint8_t data)
{
        int i = 0;
        SDA_OUT();
        SCL(0);//拉低時(shí)鐘開始數(shù)據(jù)傳輸

        for( i = 0; i < 8; i++ )
        {
                SDA( (data & 0x80) >> 7 );
                delay_us(2);
        data

	

	在文件bsp_sht20.h中，編寫如下代碼。

	
/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */
#ifndef __BSP_SHT20_H__
#define __BSP_SHT20_H__

#include "board.h"


//端口移植
#define RCC_SHT20_ENABLE()  __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define PORT_SHT20          CW_GPIOB


#define GPIO_SDA            GPIO_PIN_9
#define GPIO_SCL            GPIO_PIN_8


//設(shè)置SDA輸出模式
#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_SHT20, &GPIO_InitStruct);       
                     }
//設(shè)置SDA輸入模式
#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_SHT20, &GPIO_InitStruct);       
                    }
//獲取SDA引腳的電平變化
#define SDA_GET()       GPIO_ReadPin(PORT_SHT20, GPIO_SDA)
//SDA與SCL輸出
#define SDA(x)          GPIO_WritePin(PORT_SHT20, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )
#define SCL(x)          GPIO_WritePin(PORT_SHT20, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )


void SHT20_GPIO_INIT(void);
float SHT20_Read(unsigned char regaddr);




#endif

	

	四、移植驗(yàn)證

	在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

	
/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version
 */
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_sht20.h"

#define T_ADDR     0xf3   // 溫度
#define PH_ADDR    0xf5   // 濕度

int32_t main(void)
{
    board_init();        // 開發(fā)板初始化

    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200

    SHT20_GPIO_INIT();
    delay_ms(1000);
    printf("SHT20 Start!!rn");

    while(1)
    {
        printf("溫度 = %.2f ℃rn",  SHT20_Read(T_ADDR) );
        printf("濕度 = %.2f %%RHrn",SHT20_Read(PH_ADDR) );

        printf("n");
        delay_ms(1000);
    }
}

	

	上電現(xiàn)象：

	

	模塊移植成功案例代碼：

	鏈接：https://pan.baidu.com/s/13EW713tzDGwSDVUw--ouJQ?pwd=LCKF

	提取碼：LCKF


	審核編輯 黃宇