【GD32L233C-START评测】16. IIC获取x-nucleo-iks01a3板子温湿度以及大气压

HTS221是一个温湿度传感器，可以检测出温湿度等信息，但是该寄存器操作起来计较复杂，其校准信息也存储在特定的寄存器中。校准数值由两个采样值和两个湿度值存在4个寄存器中，根据这四个值计算出一个线性方程公式，再将我们实际采集到的湿度值带入方程中计算出真实的湿度百分比值，其温度值和湿度值一样，也需要根据校准公式推导，方式一样，本贴中没有进行使用，温度值使用的是STTS751的值。

该传感器使用之前必须要初始化，不然不会工作。

IIC地址：0xBE

关键寄存器信息如下：

（1）0x10：配置温湿度平均采样寄存器，本帖配置为0x09

（2）0x20：配置采样率以及电源开启关闭等信息，设置为0x81，激活传感器以及采样率设置为1Hz

（3）0x28,0x29：读取的未转换的湿度值，该数值需要转换之后才是真是的湿度值。

0x29为高位，0x28为低位。

（4）0x30,0x31,(0x36,0x37),(0x3A,0x3B)：校准值，这些值在传感器初始化完成之后读取一次就行了，这是固定在寄存器中的值。

寄存器描述以及计算方式如下：

从上面的寄存器介绍中可以看到，寄存器符号以及作用，其实是一个线性方程，公式为: y=k*x+b

其中，y就是湿度的百分比的2倍，计算出来之后还要除以2

x就是独取出来的寄存器0x28, 0x29的值。

我们在初始化的时候还需要做的一件事就是计算出k和b的值,方式如下：

1. 读取校准寄存器的值, x1 = 寄存器0x36,0x37的值，即H0_T0_OUT

2. 读取校准寄存器的值, x2 = 寄存器0x3A,0x3B的值，即H1_T0_OUT

3. 读取校准寄存器的值, y1 = 寄存器0x30的值，即H0_rH_x2

4. 读取校准寄存器的值, y2 = 寄存器0x31的值，即H1_rH_x2

可以计算出k = （y2-y1）/ (x2-x1), b = y1 - k*x1 = y1 - x1*(y2-y1)/(x2-x1)

之后将我们读取的寄存器0x28,0x29的值带入进去就可以算出来真实的湿度值了，注意要除以2才是真实值。

三、代码实现

代码实现才考附件。

其中关于I2C硬件初始化以及串口初始化的代码都放在了RT-Thread的board.c这个文件中的rt_hw_board_init()函数里面，因为RT-Thread中main函数也是一个线程，所以最好不要将硬件初始化的代码放在main里面，而是放在RT-Thread提供的硬件初始化接口函数rt_hw_board_init()里面。

传感器的数字通过串口打印，1s中打印一次，见文件iks01a3.c中，如下：

void BEEP_Thread_Init(void)
{
	iks01a3_thr = rt_thread_create(IKS01A3_THREAD_LABEL,                       
								IKS01A3_ThreadEntry,    /*线程入口函数*/
								RT_NULL,            /*线程入口函数参数*/
								IKS01A3_THREAD_SIZE,    			
								IKS01A3_THREAD_PRIO,    			
								IKS01A3_THREAD_TIME_SLICE);   

	if (RT_NULL != iks01a3_thr)
		rt_thread_startup (iks01a3_thr);
	else
		rt_kprintf("\r\n ERROR: iks01a3_thr thread initializd failed! \r\n");
}

static void IKS01A3_ThreadEntry(void *parameter)
{
	/* Initialize HTS221 */
	HTS221_Init();
	/* Initialize LPS22HH */
	LPS22HH_Init();
	
    while (1)
    {
		printf("Temperature:%d.%dC\r\n", STTS751_GetTempH(), STTS751_GetTempL());
		printf("Humidity:%f%%\r\n", HTS221_GetHumidity());
		printf("Pressure:%fkPa\r\n", LPS22HH_GetPressure());
		printf("------------------------\r\n");
        rt_thread_mdelay(1000);
    }
}

IIC接口代码，写IIC数据以及读IIC数据同样在iks01a3.c中

void IKS01A3_IicWrite(uint8_t addr, uint8_t IIC_Reg, uint8_t IIC_Data)
{
	rt_enter_critical();
#if (IIC_TYPE == IIC_TYPE_HW)
	uint8_t i2c_transmitter[2]={IIC_Reg, IIC_Data};
	uint8_t i;
	
	I2C_SetSlaveConfig(addr, I2C_MASTER_TRANSMIT, 2);
	
	i2c_transmitter[0] = IIC_Reg;
	i2c_transmitter[1] = IIC_Data;
	
	/* wait until I2C bus is idle */
    while(i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_I2CBSY)){};
    /* send a start condition to I2C bus */
    i2c_start_on_bus(I2C1);
    /* wait until the transmit data buffer is empty */
    I2C_STAT(I2C1) |= I2C_STAT_TBE;
    while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_TBE)){};

    for(i = 0; i < 2; i++) 
	{
        /* data transmission */
        i2c_data_transmit(I2C1, i2c_transmitter[i]);
        /* wait until the TI bit is set */
        while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_TI));
    }
	
    /* wait for transfer complete flag */
    while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_TC)){};
    /* send a stop condition to I2C bus */
    i2c_stop_on_bus(I2C1);
    /* wait until stop condition generate */
    while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_STPDET)){};
    /* clear the STPDET bit */
    i2c_flag_clear(I2C1, I2C_FLAG_STPDET);
#elif (IIC_TYPE == IIC_TYPE_SW)
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(addr);
	IIC_Wait_Ack();
	IIC_Send_Byte(IIC_Reg);			//write data
	IIC_Wait_Ack();
	IIC_Send_Byte(IIC_Data);
	IIC_Wait_Ack();
	IIC_Stop();
#endif
	rt_exit_critical();
}

uint8_t IKS01A3_IicRead(uint8_t addr, uint8_t IIC_Reg)
{
	char ret = 0;
	uint8_t ret_suc = 1;

	rt_enter_critical();
#if (IIC_TYPE == IIC_TYPE_HW)
	uint8_t i2c_receiver = 0;
	uint8_t i;
	uint8_t i2c_transmitter = IIC_Reg;
	
	I2C_SetSlaveConfig(addr, I2C_MASTER_TRANSMIT, 1);
	
	i2c_transmitter = IIC_Reg;
	
	/* wait until I2C bus is idle */
    while(i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_I2CBSY)){};
    /* send a start condition to I2C bus */
    i2c_start_on_bus(I2C1);
    /* wait until the transmit data buffer is empty */
    I2C_STAT(I2C1) |= I2C_STAT_TBE;
    while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_TBE)){};

	/* data transmission */
	i2c_data_transmit(I2C1, i2c_transmitter);
	/* wait until the TI bit is set */
	while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_TI)){};
	
    /* wait for transfer complete flag */
    while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_TC)){};
	
	I2C_SetSlaveConfig(addr, I2C_MASTER_RECEIVE, 1);
	
	/* wait until I2C bus is idle */
    while(i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_I2CBSY)){};
    /* send a start condition to I2C bus */
    i2c_start_on_bus(I2C1);
	
	/* wait until the RBNE bit is set */
    while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_RBNE)){};
	/* read a data from I2C_DATA */
	i2c_receiver = i2c_data_receive(I2C1);
		
    /* wait for transfer complete flag */
    while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_TC)){};
    /* send a stop condition to I2C bus */
    i2c_stop_on_bus(I2C1);
    /* wait until stop condition generate */
    while(!i2c_flag_get(I2C1, I2C_FLAG_STPDET)){};
    /* clear the STPDET bit */
    i2c_flag_clear(I2C1, I2C_FLAG_STPDET);
	
	ret = i2c_receiver;
#elif (IIC_TYPE == IIC_TYPE_SW)
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(addr & 0xfe);
	ret_suc = IIC_Wait_Ack();
	if(ret_suc == 1)
		return 1;			//失败

	IIC_Send_Byte(IIC_Reg);
	ret_suc = IIC_Wait_Ack();
	if(ret_suc == 1)
		return 1;			//失败
	
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(addr | 0x01);
	ret_suc = IIC_Wait_Ack();
    ret=IIC_Read_Byte(1);
	IIC_Stop();
	
#endif
	rt_exit_critical();
	
	return (uint8_t)ret;
}

四、结果验证

如下图：

可以看到温湿度信息以及气压信息都可以成功打印出来