SHT30温湿度传感器

模块来源

采购链接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.204e2e8d2hPeAl&id=556043263770&_u=h2t4uge5cf4f
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1kisMJspcV6Qdr1ye9ElOlQ

规格参数

工作电压：2.4-5.5V
工作电流：0.2~1500uA
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

原理解析

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。

移植过程

引脚选择

移植至工程

我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码，按照以下步骤，即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学，这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11.c 和 bsp_dht11.h 换成 bsp_sht30.c 和 bsp_sht30.h，文件夹名字改为SHT30。

代码写入

在 bsp_sht30.c 文件中写入：

#include "bsp_sht30.h"
#include "stdio.h"
double Temperature = 0.0, Humidity = 0.0;

void delay_ms(unsigned int ms)
{
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
void delay_us(unsigned int us)
{
    ets_delay_us(us);
}
/******************************************************************
 * 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_config_t SHT30_config = {
            .pin_bit_mask = (1ULL<<SHT30_SCL_PIN)|(1ULL<<SHT30_SDA_PIN), //配置引脚
            .mode =GPIO_MODE_OUTPUT,                   //输出模式
            .pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,         //使能上拉
            .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,    //不使能下拉
            .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE            //不使能引脚中断
    };
    gpio_config(&SHT30_config);
}

/******************************************************************
 * 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 = 50;
        SCL(0);
        SDA(1);
        SDA_IN();

        SCL(1);
        while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )
        {
                ack_flag--;
                delay_us(1);
        }

        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(2);
                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;
        float temp = 0;
        float humi = 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;

        printf("temp = %.2f\r\n",Temperature);
        printf("humi = %.2f\r\n",Humidity);
        return 0;
    }
    else
        {
                printf("Check failure!\r\n");
        }
    return 5;
}

在 bsp_sht30.h文件中写入：

#ifndef _BSP_SHT30_H_
#define _BSP_SHT30_H_

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gpio.h"

extern double Temperature, Humidity;

//端口移植
#define SHT30_SCL_PIN     10

#define SHT30_SDA_PIN     40

//设置SDA输出模式
#define SDA_OUT()       {gpio_set_direction(SHT30_SDA_PIN, GPIO_MODE_OUTPUT);}
//设置SDA输入模式
#define SDA_IN()        {gpio_set_direction(SHT30_SDA_PIN, GPIO_MODE_INPUT);}
//获取SDA引脚的电平变化
#define SDA_GET()       gpio_get_level(SHT30_SDA_PIN)
//SDA与SCL输出
#define SDA(x)          gpio_set_level(SHT30_SDA_PIN, x?1:0)
#define SCL(x)          gpio_set_level(SHT30_SCL_PIN, x?1:0)

#define u8 unsigned char

void delay_us(unsigned int us);
void delay_ms(unsigned int ms);
void SHT30_GPIO_Init(void);
char SHT30_Read(uint16_t dat);

#endif

移植验证

在main.c中输入代码如下

#include <stdio.h>
#include "bsp_sht30.h"

void app_main(void)
{
    SHT30_GPIO_Init();

    printf("SHT30 Start...\n");
    while(1)
    {
        int i = SHT30_Read(0xe000);
        delay_ms(1000);
    }
}

上电现象：

驱动代码（已适配）：

文件下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->模块移植资料下载 里面的该章节压缩包中。