基於I2C的溫濕度採集

二、aht20溫濕度感測器的資料採集

實驗要求：

學習i2c匯流排通訊協議，完成基於i2c硬體協議的aht20溫濕度感測器的資料採集，並將採集的溫度-濕度值通過串列埠輸出。具體任務：

1）解釋什麼是「軟體i2c」和「硬體i2c」？（閱讀野火配套教材的第4章「i2c–讀寫eeprom」原理章節）

i2c 通訊協議(inter－integrated circuit)是由 phiilps 公司開發的，由於它引腳少，硬體實現簡單，可擴充套件性強，不需要usart、can 等通訊協議的外部收發裝置，現在被廣泛地使用在系統內多個積體電路(ic)間的通訊。在電腦科學裡，大部分複雜的問題都可以通過分層來簡化。如晶元被分為核心層和片上外設；stm32標準庫則是在暫存器與使用者**之間的軟體層。對於通訊協議，我們也以分層的方式來理解，最基本的是把它分為物理層和協議層。物理層規定通訊系統中具有機械、電子功能部分的特性，確保原始資料在物理**的傳輸。協議層主要規定通訊邏輯，統一收發雙方的資料打包、解包標準。簡單來說物理層規定我們用嘴巴還是用肢體來交流，協議層則規定我們用中文還是英文來交流。

i2c 匯流排只有乙個工作模式，時鐘線 scl 和資料線 sda 之間的時序關係很簡單直觀：當空閒的時候，sda 和 scl 都是高電平，只有 sda 變為低電平，接著 scl 也變為低電平時，才開始 i2c 匯流排的資料傳輸。當 sda 和 scl 都變為低電平時，就是告訴匯流排上的所有接收裝置資料報的傳輸開始了，在 scl 變為低電平後，sda 才傳送第乙個有效資料位，這稱為開始條件。對於被傳輸的每一位，當 scl 為低電平時在 sda 上必須變為有效，該位是在 scl 的上公升沿對 sda 上的資料位進行取樣的，也必須一直保持有效直到 scl 再次變為低電平，然後 sda 就在 scl 再次變為高電平之前傳輸下一位。最後，scl 變為高電平，接著 sda 也變為高電平，資料傳輸結束。這被稱為結束條件。

具體工作原理參考

**i2c匯流排

野火提供的資料《零死角玩轉stm32—f103指南者》第24章i2c–讀寫eeprom。

硬體i2c：對應晶元上的i2c外設，有相應i2c驅動電路，其所使用的i2c管腳也是專用的，因而效率要遠高於軟體模擬的i2c；一般也較為穩定，但是程式較為繁瑣。硬體i2c是直接呼叫內部暫存器進行配置；而軟體i2c是沒有暫存器這個概念的。

軟體i2c：一般是使用gpio管腳，用軟體控制scl,sda線輸出高低電平，模擬i2c協議的時序。

主要對比：

1.硬體i2c用法比較複雜，模擬iic的流程更清楚一些。

2.硬體i2c速度比模擬快，並且可以用dma

3.模擬i2c可以在任何管腳上，而硬體只能在固定管腳上0

軟體i2c是程式設計師使用程式控制scl,sda線輸出高低電平，模擬i2c協議的時序。一般較硬體i2c穩定，但是程式較為繁瑣，但不難。

硬體i2c程式設計師只要呼叫i2c的控制函式即可，不用直接的去控制scl,sda高低電平的輸出。但是有些微控制器的硬體i2c不太穩定，除錯問題較多。

使用器件:野火核心板stm32f103指南者

所需**檔案：

#include
"delay.h"
#include
"temhum.h"
#include
"sys.h"
#include
"usart.h"
intmain
(void);
volatile
float hum=
0,tem=0;
delay_init()
;//延時函式初始化 
nvic_prioritygroupconfig
(nvic_prioritygroup_2)
;//設定nvic中斷分組2:2位搶占優先順序，2位響應優先順序
uart_init
(115200);
//串列埠初始化為115200
temphum_init()
;//ath20初始化 
while(1
)}

aht20晶元連線在stm32指南者開發板對應板塊上，aht20上的scl端、sda端、vcc端、gnd端分別對應接b6、b7、3v3、gnd。

將hex檔案燒錄

最終結果

開啟串列埠除錯助手在途中對aht20晶元哈氣後溫度明顯上公升

基於I2C的溫濕度採集

基於I2C的溫濕度採集

基於IIC實現溫濕度採集

基於STM32，AHT20溫濕度採集

基於I2C的溫濕度採集

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基於STM32，AHT20溫濕度採集

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