【CW32模块使用】SHT30温湿度传感器

01 模块来源

模块实物展示：

02 规格参数

工作电压：2.4-5.5V

工作电流：0.2~1500μA

温度测量范围：-40~125℃

温度测量精度：±0.3℃

湿度测量范围：0~100%RH

湿度测量精度：±2%RH

输出方式：IIC

管脚数量：4 Pin

03 移植过程

我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【测量温湿度的功能】。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

SHT30是采用的IIC通信，所以首先要了解IIC的地址与时序，再确定根据寄存器的设置。

模块原理图

SHT30地址

数据手册上说明，当ADDR引脚接入VSS（接地）时，地址为0X44。而原理图上已经通过R14这个下拉电阻接地。不过需要注意的是，实际地址为 0X44 左移一位，因需要空出最低位给读写位，所以实际的地址是 0X44 << 1。

测量模式

SHT30有两种测量模式，分别是单次测量模式和周期测量模式。

在单次测量模式下，发出一个测量命令就触发一次数据采集。每个数据都由一个16位的温度值和一个16位的湿度值（按此顺序）组成。在传输过程中，每个数据值后面总是跟着一个CRC校验和。但是在该模式下又分有时钟拉伸模式和时钟不拉伸模式，具体情况见下图。

并且在单次测量模式下，可以选择不同的测量命令。它们在可重复性（低、中、高）和时钟拉伸（启用或禁用）方面有所不同。这里的可重复性设置影响测量持续时间，从而影响传感器的总体能耗。

在周期测量模式下，时钟拉伸模式禁用，但是可以分为高中低的可重复性测量，测量周期为0.5、1、2、4、10（单位：次/秒）（这种模式下最快的测量速度是1秒10次）如果传感器在一种工作模式下正在测量数据，此时要发送其他命令（推荐先发送一次中断命令），让传感器停止当前的测量，进入单次测量模式，然后再发送命令。这里需要注意：如果测量频率过高，会导致传感器自热。

设置好周期测量模式的测量周期和可重复性强度后，随时可以进行测量读取数据，需要发送一个读取命令（0XE000）。一旦读取时序结束之后，寄存器中的数值就会清零，如果这时再一次读取数据将得到0。下一次测量结束后，寄存器的值就会重新写入。

3.2 引脚选择

接线表

3.3 移植至工程

工程模板参考入门手册的工程模板

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_sht30.c与bsp_sht30.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_sht30.c中，编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */
#include "bsp_sht30.h"#include "stdio.h"
double Temperature = 0.0, Humidity = 0.0;
/****************************************************************** * 函 数 名 称：SHT30_GPIO_Init * 函 数 说 明：SHT30的引脚初始化 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/void SHT30_GPIO_Init(void){    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体
    RCC_SHT30_ENABLE();        // 使能GPIO时钟
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SCL|GPIO_SDA;             // 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_SHT30, &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();        SCL(1);        SDA(0);
        SDA(1);        delay_us(5);        SDA(0);        delay_us(5);
        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);
        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();
        SCL(1);        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(u8 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：SHT31_Write_mode * 函 数 说 明：在周期模式下设置测量周期与可重复性命令 * 函 数 形 参：dat设置命令                常用的有：每一秒采集0.5次  0x2024                          每一秒采集1次    0x2126                          每一秒采集2次    0x2220                          每一秒采集4次    0x2334                          每一秒采集10次   0x2721 * 函 数 返 回： * 作       者：LC * 备       注：******************************************************************/char SHT31_Write_mode(uint16_t dat){        IIC_Start();
        // << 1 是将最后一位置0，设置为写命令        Send_Byte((0X44 << 1) | 0 );        //返回0为产生了应答，返回1说明通信失败        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1;        //发送命令的高8位        Send_Byte((dat >> 8 ) );        //返回0为产生了应答，返回1说明通信失败        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2;        //发送命令的低8位        Send_Byte(dat & 0xff );        //返回0为产生了应答，返回1说明通信失败        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3;//        IIC_Stop();        return 0;}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：crc8 * 函 数 说 明：CRC校验 * 函 数 形 参：data要校验的数据地址     len要校验的长度 * 函 数 返 回：校验后的值 * 作       者：LC * 备       注：无******************************************************************/unsigned char crc8(const unsigned char *data, int len){        const unsigned char POLYNOMIAL = 0x31;        unsigned char crc = 0xFF;        int j, i;
        for (j=0; j<len; j++)        {                crc ^= *data++;                for ( i = 0; i <8; i++ )                {                        crc = ( crc & 0x80 ) ? (crc << 1) ^ POLYNOMIAL : (crc << 1);                }        }        return crc;}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：SHT30_Read * 函 数 说 明：读取温湿度值 * 函 数 形 参：dat读取的命令                周期模式命令为：0xe000                单次模式命令为：0x2c06 or 0x2400 * 函 数 返 回：0读取成功  其他失败 * 作       者：LC * 备       注：当前为周期模式读取，如使用单次模式，则将 *              【设置周期模式命令】下的命令注释即可。******************************************************************/char SHT30_Read(uint16_t dat){        uint16_t i = 0;        unsigned char buff[6] = {0};        uint16_t data_16 = 0;
        //设置周期模式命令        SHT31_Write_mode(0x2130);//每1秒一次高重复测量(需要在周期模式下才有用)
        IIC_Start();        Send_Byte( (0x44<<1) | 0);        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1;        Send_Byte((dat >> 8 ));        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2;        Send_Byte( dat & 0xff );        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 3;
        //如不使用超时判断，很容易数据错乱        do        {                //超时判断                i++;                if( i > 20 ) return 4;                delay_ms(2);
                IIC_Start();                Send_Byte((0X44 << 1) | 1 );//读
        }while(I2C_WaitAck() == 1);        //读取到温湿度数据则结束读命令

        //温度高8位        buff[0] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);        //温度低8位        buff[1] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);        //温度CRC校验值        buff[2] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);        //湿度高8位        buff[3] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);        //湿度低8位        buff[4] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(0);        //湿度CRC校验值        buff[5] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(1);
        IIC_Stop();
        //CRC校验（将要校验的数值带入，查看计算后的校验值是否和读取到的校验值一致）        if( (crc8(buff,2) == buff[2]) && ( crc8(buff+3,2) == buff[5]) )        {                //计算温度值                data_16 =(buff[0]<<8) | buff[1];                Temperature = (data_16/65535.0)*175.0 - 45;                //计算湿度值                data_16 = 0;                data_16 =(buff[3]<<8) | buff[4];                Humidity = (data_16/65535.0) * 100.0;
                return 0;        }        else        {                printf("校验失败\r\n");        }        return 5;}

在文件bsp_sht30.h中，编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#ifndef _BSP_SHT30_H_#define _BSP_SHT30_H_
#include "board.h"
extern double Temperature, Humidity;
#define u8 unsigned char
//端口移植#define RCC_SHT30_ENABLE()  __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()#define PORT_SHT30               CW_GPIOB

#define GPIO_SDA                 GPIO_PIN_8#define GPIO_SCL                 GPIO_PIN_9
//SDA输入模式#define SDA_IN()    {      \                        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                \                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                 \                        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;   \                        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;         \                        GPIO_Init(PORT_SHT30, &GPIO_InitStruct);         \                    }//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_SHT30, &GPIO_InitStruct);         \                     }//获取SDA引脚的电平变化#define SDA_GET()       GPIO_ReadPin(PORT_SHT30, GPIO_SDA)//SDA与SCL输出#define SDA(x)          GPIO_WritePin(PORT_SHT30, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET ) )#define SCL(x)          GPIO_WritePin(PORT_SHT30, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET ) )


void SHT30_GPIO_Init(void);char SHT30_Read(uint16_t dat);
#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_sht30.h"
int32_t main(void){    board_init();        // 开发板初始化
    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200
    SHT30_GPIO_Init();
    printf("start\r\n");    while(1)    {        SHT30_Read(0xe000);
        printf("Temp = %.2f\r\n",Temperature);        printf("Humi = %.2f\r\n",Humidity);        printf("\r\n");        delay_ms(1000);
    }}

移植现象：每隔1秒读取一次温湿度，并通过串口输出。