BMP180是一款高精度、小体积、低能耗的压力传感器，可以轻松应用在移动设备中.在测量海拔高度时，传统的做法是通过测量某一高度的大气压力，再经过换算才能得到高度数据。BMP180不仅可以实时的测量大气压力，还能测量实时温度。同时它还具有IIC总线接口，便于单片机进行访问。另外它的使用也很方便，不需要太多的操作就可读取到气压及测量数据
一、模块来源
二、规格参数
工作电压：1.8~3.6V
工作电流：0.1~1000uA
温度精度：±1℃
温度范围：0~65℃
气压范围：300~1100 hPa
气压精度：1 hPa
输出方式: IIC
管脚数量：3 Pin
以上信息见厂家资料文件
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【能够测量环境温度、气压、高度】。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。
1、查看资料
BMP180共有四种工作模式，每种模式有不同的采样数量、转换速度和噪声等参数的不同。可以通过写入ctrl_meas寄存器来设置模式，默认为第一个ultra low power超低功耗。
BMP180的气压和温度数值并不是可以直接读取的，每个不同的传感器中，都有自己独特的校准数值，存储在内置的E2PROM存储器中。当微处理器读取传感器的原始温度和气压数值后，再根据E2PROM中的校准数值进行转换，才能得到真正的温度、气压数据。每个校准数值的存储位置如下，微处理器通过这些地址读取校准数值。
和所有的IIC总线器件一样，BMP180也有一个器件的固定地址，根据其数据手册，出厂时默认BMP180的从机地址为0xEE（写入方向），或0xEF（读出方向）。
以下为读取温度与气压的步骤：
- 把16位的校准数值读取到单片机中，可以看到一共有11个数值。需要注意的是高位存储在MSB地址，低位存储在LSB地址。例如数值AC1，高八位存储在0xAA地址，低八位存储在0xAB地址。
- 温度初始值读取步骤：
- 往寄存器0xf4写入0x2e，等待4、5ms；
- 读0xf6（高八位）和0xf7（低八位）两个寄存器；
- 进行换算: UT=MSB <<8 +LSB。
- 气压初始值读取步骤：
- 往寄存器0xf4写入0x34（如果不是默认的工作模式，需要加上oss左移六位的结果，oss为设置工作模式的寄存器0xf4的bit7、bit6位），等待4、5ms；
- 读0xf6（16-23位）、0xf7（8-15位）和0xf8（0-7位）三个寄存器；
- 进行换算: UP=MSB <<16 + LSB<<8 + XLSB >> (8-oss(这个同温度初始值读取一样))。
- 根据第一步读出来的校准系数和第二步读出来的UT、UP进行换算，最后得出来的T（温度，每个数值代表0.1摄氏度），p（气压，每个数值代表1帕）。
2、引脚选择
3、移植至工程
模块工程参考入门手册工程模板
移植步骤中的导入.c和.h文件与第二章的第1小节【DHT11温湿度传感器】相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_bmp180.c与bsp_bmp180.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_bmp180.c中，编写如下代码。
c
/*
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*/
#include "bsp_bmp180.h"
#include "stdio.h"
#include "math.h"
typedef struct _BMP180_STRUCT{
short AC1;
short AC2;
short AC3;
uint16_t AC4;
uint16_t AC5;
uint16_t AC6;
short B1;
short B2;
short MB;
short MC;
short MD;
}_BMP180_PARAM_;
_BMP180_PARAM_ param={0};
long B5 = 0;
/******************************************************************
* 函 数 名 称：BMP180_GPIO_Init
* 函 数 说 明：BMP180的引脚初始化
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
void BMP180_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体
RCC_BMP180_ENABLE(); // 使能GPIO时钟
GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL; // 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_BMP180, &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();
SDA(1);
delay_us(5);
SCL(1);
delay_us(5);
SDA(0);
delay_us(5);
SCL(0);
delay_us(5);
}
/******************************************************************
* 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();
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 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(uint8_t 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：BMP180_Write_Cmd
* 函 数 说 明：向BMP180写入一个字节数据
* 函 数 形 参：regaddr寄存器地址 cmd写入的数据
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：regaddr=0xf4, cmd=0X2E
******************************************************************/
void BMP180_Write_Cmd(uint8_t regaddr,uint8_t cmd)
{
IIC_Start();//起始信号
Send_Byte(0XEE);//器件地址+写
if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -1\r\n");
Send_Byte(regaddr);
if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -2\r\n");
Send_Byte(cmd);
if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -3\r\n");
IIC_Stop();
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：BMP180_Read16
* 函 数 说 明：读取BMP180数据
* 函 数 形 参：regaddr读取的地址 len读取的长度
* 函 数 返 回：读取到的数据
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
uint16_t BMP180_Read16(uint16_t regaddr,uint8_t len)
{
int timeout = 0;
uint16_t dat[3] = {0};
int i =0;
for( i = 0; i < len; i++ )
{
IIC_Start();//起始信号
Send_Byte(0XEE);//器件地址+写
if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Read_Reg NACK -1\r\n");
Send_Byte(regaddr+i);
if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Read_Reg NACK -2\r\n");
do{
timeout++;
delay_ms(1);
IIC_Start();//起始信号
Send_Byte(0XEF);//器件地址+读
}while(I2C_WaitAck() == 1 && (timeout < 5) );
dat[i] = Read_Byte();
IIC_Send_Ack(1);
IIC_Stop();
delay_ms(1);
}
if( len == 2 ) return ( (dat[0]<<8) | dat[1] );
if( len == 3 ) return (( (dat[0]<<16) | (dat[1]<<8) | (dat[2]) ) >> 8);
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：BMP180_Get_Temperature
* 函 数 说 明：读取温度单位℃
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：温度
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
float BMP180_Get_Temperature(void)
{
long UT = 0;
long X1 = 0, X2 = 0;
BMP180_Write_Cmd(0XF4, 0X2E);
delay_ms(6);
UT = BMP180_Read16(0xf6,2);
X1 = ((long)UT - param.AC6) * param.AC5 / 32768.0;
X2 = ((long)param.MC * 2048.0) / ( X1 + param.MD );
B5 = X1 + X2;
return ((B5+8)/16.0)*0.1f;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：BMP180_Get_Pressure
* 函 数 说 明：读取气压,单位Pa
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：当前气压，单位Pa
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
float BMP180_Get_Pressure(void)
{
long UP = 0;
uint8_t oss = 0;
long X1 = 0, X2 = 0;
BMP180_Get_Temperature();
BMP180_Write_Cmd(0XF4, (0X34+(oss<<6)));
delay_ms(10);
UP = BMP180_Read16(0xf6,3);
int32_t B6 = B5 - 4000;
X1 = (B6 * B6 >> 12) * param.B2 >> 11;
X2 = param.AC2 * B6 >> 11;
int32_t X3 = X1 + X2;
int32_t B3 = (((param.AC1 << 2) + X3) + 2) >> 2;
X1 = param.AC3 * B6 >> 13;
X2 = (B6 * B6 >> 12) * param.B1 >> 16;
X3 = (X1 + X2 + 2) >> 2;
uint32_t B4 = param.AC4 * (uint32_t)(X3 + 32768) >> 15;
uint32_t B7 = ((uint32_t)UP - B3) * 50000;
int32_t p;
if(B7 < 0x80000000)
{
p = (B7 << 1) / B4;
}
else
{
p = B7/B4 << 1;
}
X1 = (p >> 8) * (p >> 8);
X1 = (X1 * 3038) >> 16;
X2 = (-7375 * p) >> 16;
p = p + ((X1 + X2 + 3791) >> 4);
return p;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：BMP180_Get_Altitude
* 函 数 说 明：计算海拔高度
* 函 数 形 参：p=当前气压
* 函 数 返 回：海拔高度
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
float BMP180_Get_Altitude(float p)
{
//#define PRESSURE_OF_SEA 101325.0f // 参考海平面压强
float altitude = 0;
altitude = 44330*(1 - pow((p)/ 101325.0f, 1.0f / 5.255f));
// printf("altitude = %.2f\r\n",altitude);
return altitude;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：BMP180_Get_param
* 函 数 说 明：获取出厂校准值
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
void BMP180_Get_param(void)
{
param.AC1 = BMP180_Read16(0xaa,2);
param.AC2 = BMP180_Read16(0xac,2);
param.AC3 = BMP180_Read16(0xae,2);
param.AC4 = BMP180_Read16(0xb0,2);
param.AC5 = BMP180_Read16(0xb2,2);
param.AC6 = BMP180_Read16(0xb4,2);
param.B1 = BMP180_Read16(0xb6,2);
param.B2 = BMP180_Read16(0xb8,2);
param.MB = BMP180_Read16(0xba,2);
param.MC = BMP180_Read16(0xbc,2);
param.MD = BMP180_Read16(0xbe,2);
}在文件bsp_bmp180.h中，编写如下代码。
c
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*/
#ifndef _BSP_BMP180_H_
#define _BSP_BMP180_H_
#include "board.h"
//端口移植
#define RCC_BMP180_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define PORT_BMP180 CW_GPIOB
#define GPIO_SDA GPIO_PIN_9
#define GPIO_SCL GPIO_PIN_8
//设置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_BMP180, &GPIO_InitStruct); \
}
//设置SDA输入模式
#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_BMP180, &GPIO_InitStruct); \
}
//获取SDA引脚的电平变化
#define SDA_GET() GPIO_ReadPin(PORT_BMP180, GPIO_SDA)
//SDA与SCL输出
#define SDA(x) GPIO_WritePin(PORT_BMP180, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )
#define SCL(x) GPIO_WritePin(PORT_BMP180, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )
void BMP180_GPIO_Init(void);
float BMP180_Get_Temperature(void);
float BMP180_Get_Pressure(void);
void BMP180_Write_Cmd(uint8_t regaddr,uint8_t cmd);
void BMP180_Get_param(void);
float BMP180_Get_Altitude(float p);
#endif四、移植验证
在自己工程中的main主函数中，编写如下。
C
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*/
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_bmp180.h"
int32_t main(void)
{
board_init(); // 开发板初始化
uart1_init(115200); // 串口1波特率115200
BMP180_GPIO_Init();
BMP180_Get_param();
printf("start\r\n");
while(1)
{
printf("温度 = %.2f\r\n", BMP180_Get_Temperature() );
printf("气压 = %.2f\r\n", BMP180_Get_Pressure() );
printf("海拔 = %.2f\r\n", BMP180_Get_Altitude(BMP180_Get_Pressure()) );
printf("\n");
delay_ms(1000);
}
}移植现象：每隔一秒左右测量一次温度、气压和高度
模块移植成功案例代码：
链接：https://pan.baidu.com/s/1XigPjcZfrXBNn-wTb3S1KA?pwd=LCKF 提取码：LCKF