【瑞萨FPB_RA6E2】测评——温湿度传感器HS3003数据读取

EPTmachine · 发表于2023-10-29 16:48

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本帖最后由 EPTmachine 于 2023-10-29 16:53 编辑

温湿度传感器HS3003数据读取

HS3003是瑞萨推出的一款高精度、全标定的温湿度传感器，依靠其集成的标定模块和温度补偿逻辑，用户无需对输出的数据进行标定。传感器的接口为I2C。本文使用fpb-ra6e2的I2C接口驱动HS3003读取环境中温湿度数据。

RA6E2的I2C配置

产看数据手册可知，RA6E2的P410和P411引脚为I2C0的SCL和SDA引脚。

创建工程后，在FSP配置界面的Stack中添加I2C连接。

通过查看HS3003的数据手册可知，其地址为0x44。

I2C接口的具体配置如下图所示

驱动I2C的函数主要有以下几个：

R_SCI_I2C_Open：打开I2C设备；

/* Initialize the I2C module */
    err = R_SCI_I2C_Open(&g_i2c0_ctrl, &g_i2c0_cfg);

R_SCI_I2C_Write：向I2C设备写入数据；

err = R_SCI_I2C_Write(&g_i2c0_ctrl, buffer, len, false);

R_SCI_I2C_Read：从I2C设备读取数据；

err = R_SCI_I2C_Read(&g_i2c0_ctrl, &data, 0x04, false);

sci_i2c_master_callback：中断回调函数，获取触发中断的事件，用于处理得到的数据。

/* Callback function */
i2c_master_event_t i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
void sci_i2c_master_callback(i2c_master_callback_args_t *p_args)
{
    i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
    if (NULL != p_args)
    {
        /* capture callback event for validating the i2c transfer event*/
        i2c_event = p_args->event;
    }
}

HS3003数据读写

查看数据手册可知，读取温湿度数据前，需要发出至少一次测量请求，测量请求的格式为发送从站地址和写标志。与该操作相关的代码如下：

//写入数据
void Humiture_HS3003_writeRegister( uint8_t reg_address, uint8_t *buffer, uint8_t len)
{
    err = R_SCI_I2C_Write(&g_i2c0_ctrl, buffer, len, false);
           assert(FSP_SUCCESS == err);
           /* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/
           //while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms)
           while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms1>0)
           {
               R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
               timeout_ms1--;
           }
           if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event)
           {
               __BKPT(0);
           }
           /* Read data back from the I2C slave */
           i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
           timeout_ms1           = 100000;


}
//请求一次测量
void Humiture_HS3003_init(void)
{
    Humiture_HS3003_writeRegister(HS300X_ADR,NULL,0);

}

产看数据手册中的数据抓取一节，可以知道在发出测量请求后，需要等待一段时间才能读取数据，读取数据的指令和返回数据的格式如下图所示。

相关的代码如下：

uint32_t Humiture_HS3003_readRegister32(uint8_t reg_address) {

    uint32_t value;
    uint8_t data[4];
    timeout_ms1           = 100000;

    /* Read data from I2C slave */
    err = R_SCI_I2C_Read(&g_i2c0_ctrl, &data, 0x04, false);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    while ((I2C_MASTER_EVENT_RX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms1)
    {
        R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        timeout_ms1--;
    }
    if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event)
    {
        __BKPT(0);
    }

    i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
    timeout_ms1           = 100000;


    value=data[0];
    value<<=8;
    value|=data[1];
    value<<=8;
    value|=data[2];
    value<<=8;
    value|=data[3];
    return value;
}
//读取原始的数据
uint32_t Humiture_HS3003_ReadData_Raw(uint8_t resolution )
{
    uint8_t rx_buf[ 4 ];
    uint32_t data=0;
    Humiture_HS3003_init();//唤醒
    //8bit->1.2ms
    //10bit->2.72ms
    //12bit->9.10ms
    //14bit->33.90ms
    if(resolution==8)
    R_BSP_SoftwareDelay(1200U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    else if(resolution==10)
    R_BSP_SoftwareDelay(2720U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    else if(resolution==12)
    R_BSP_SoftwareDelay(9100U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
    else
    R_BSP_SoftwareDelay(34U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    data=Humiture_HS3003_readRegister32(HS300X_ADR);
    return data;
}

得到传感器的数据后，需要将其转换为湿度和温度单位对应的值、

查看数据手册可知转换公式，在程序中添加相应的转换系数，用于单位的换算。相关代码如下：

#define HS300X_HUMD_MULTY           0.00006163516
#define HS300X_TEMP_MULTY           0.00006163516

在主函数中添加以下代码，实现HS3003读取温湿度的简单Demo

void hal_entry(void)
{
    /* TODO: add your own code here */
    /* Initialize the I2C module */
    err = R_SCI_I2C_Open(&g_i2c0_ctrl, &g_i2c0_cfg);
    /* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
    assert(FSP_SUCCESS == err);

    Humiture_HS3003_init();

    while(1)
    {

        Data=Humiture_HS3003_ReadData_Raw(14);
        Temp = (float)( (Data & 0xFFFF) >> 2);//只要低十六位
        Temp = Temp*HS300X_TEMP_MULTY*165-40;//HS300X_TEMP_MULTY->0.00006163516(1/(2^14-1) )

        Humidity = (float)( (Data >> 16) &0x3FFF );//只要高十六位，且最高2位不要
        Humidity = Humidity*HS300X_HUMD_MULTY*100;//HS300X_HUMD_MULTY->0.00006163516(1/(2^14-1) )

        R_BSP_SoftwareDelay(1000U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    }


#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}

实际效果

连接开发板和HS3003模块，运行程序后，在调试窗口中添加对Humidity湿度变量和Temp温度变量的监控。

可以看到当前采集到的适度和温度值，数值还是准确的。

总结

配合FSP配置工具，开发RA6E2的I2C应用程序是十分方便的，可以帮助开发者快速编写应用程序。

工程文件

sci_i2c_hs3003_fpb_ra6e2.7z (487.89 KB, 下载次数: 3)