由瑞士Sensirion推出的 SHT20数字温湿度传感器，基于领先世界的CMOSens ® 数字传感技术，具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。全量程标定，两线数字接口，可与单片机直接相连，大大缩短研发时间、简化外围电路并降低费用。此外，体积微小、响应迅速、低能耗、可浸没、抗干扰能力强、温湿一体，兼有露点测量，性价比高，使该产品能够适于多种场合的应用。

模块来源

采购链接：

SHT20温湿度传感器模块/数字型温湿度测量模块 I2C通讯小体积模块

资料下载链接：

https://pan.baidu.com/s/1HrQkwECvGgQSHvt_RNdLdA

规格参数

工作电压：2.1~3.6V

工作电流：0.1~1000uA

温度精度：±0.3℃

温度范围：-40~125℃

湿度范围：0~100 %RH

湿度精度：±3%RH

输出方式: IIC

管脚数量：4 Pin

以上信息见厂家资料文件

移植过程

我们的目标是将例程移植至开发板上【能够测量环境温湿度】。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。

查看资料

开始传输后，随后先传输首字节包括I2C设备地址（7bit）和一个SDA方向位（R:1, W:0）。

一个时钟发送一个位，在第8个下降沿之后，通过拉低SDA引脚（ACK位 为0），只是传感器数据接收正常。在发出测量命令之后（‘1110’‘0011’代表温度测量，‘1110’‘0101’代表相对湿度测量 ，这种为主机模式），MCU必须等待测量完成。

主机模式：

测量过程中，SCL线被封锁（由传感器控制），在测量时，SHT2x将SCL拉低强制主机进入等待状态。当释放SCL线，表示传感器内部工作接收，可以继续进行数据传送

灰色的部分是传感器控制的，当传感器给MCU返回数据时，每返回一个字节，MCU要返回一个ACK信号，当接收完毕之后，返回一个NACK并接着传输停止时序（P）。

注：校验和可以不需要，不需要则就在数据接收完之后返回NACK

非主机模式：

测量过程中，SCL线是开发状态，可进行其他通信，可以在总线上处理其他I2C总线通信任务。

当MCU要对传感器状态进行查询时，先发起一个开始信号，在发送从机地址和SDA方向位（写），此时从机匹配地址成功，则发送ACK信号，并开始测量。如果传感器完成了测量过程，并且发送ASK信号，那么MCU就可以读取相关数据。如果测量没有完成，传感器发送NACK信号，此时MCU必须重新发送启动传输时序，直至测量完成，MCU读取数据。

注意：测量的数据，温度和湿度均为两个字节。而且无论哪一种传输模式，测量的最大分辨率最大是14bit，数据的第二个字节SDA上最后两位是用来标记相关状态信息。其中bit1表示测量类型（0是温度，1是湿度）

灰色的区域是传感器控制的，如果不需要校验和，那么在接收完两个字节的数据之后就MCU直接发出NACK信号再接着发出停止时序(P)，则结束通信。

通常测量的最长时间取决于测量类型和分辨率.

在计算MCU通信时间时，测量温度选择最长测量时间是85ms，而测量相对湿度选择最长的时间是29ms。

传感器内部设置的默认分辨率为相对湿度12位和温度14位。SDA的输出数据被转换成两个字节的数据包，高字节MSB在前(左对齐)。每个字节后面都跟随一个应答位。两个状态位，即 LSB的后两位在进行物理计算前须置0。 计算湿度：其中SRH表示我们读取到的湿度原始数据。

计算温度：其中ST表示我们读取到的温度原始数据。

引脚选择

这里选择的引脚见引脚接线表

代码移植

下载为大家准备的驱动代码文件夹，复制到自己工程中\luban-lite\application\rt-thread\helloworld\user-bsp文件夹下

驱动代码文件夹下载

📌 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。

提示

如果未找到 user-bsp 这个文件夹，说明你未进行模块移植的前置操作。请转移到手册使用必要操作（点击跳转）中进行必要的配置操作！！！

接下来打开自己的工程，开始修改Kconfig文件。

1、在 VSCode 中打开 application\rt-thread\helloworld\Kconfig 文件

2、在该文件的 #endif 前面添加该模块的 Kconfig路径语句

# SHT20温湿度传感器
source "application/rt-thread/helloworld/user-bsp/sht20-temp-humi-sensor/Kconfig"

menuconfig操作

1、我们 双击 luban-lite 文件夹下的 win_env.bat 脚本打开env工具：

2、输入以下命令列出所有可用的默认配置：

scons --list-def

3、选择 d13x_JLC_rt-thread_helloworld 这个配置！这个是我们衡山派开发板的默认配置！输入以下命令即可：

scons --apply-def=7

或者

scons --apply-def=d13x_JLC_rt-thread_helloworld_defconfig

这两个命令作用是一样的，一个是 文件名 ，一个是 编号 ！！！

4、输入以下命令进入menuconfig菜单

scons --menuconfig

进入以下界面：

5、选中 Porting code using the LCKFB module

按 Y 选中

按 N 取消选中

方向键 左右 调整 最下面菜单的选项

方向键 上下 调整 列表的选项

回车 执行最下面菜单的选项

6、回车进入 Porting code using the LCKFB module 菜单

7、按方向键 上下 选中 Using SHT20 temperature and humidity sensor 后按 Y 键，看到前面括号中出现一个 * 号，就可以下一步了。

8、按方向键 左右 选中 <Save> 然后一路回车，然后 退出 即可

编译

我们 保存并退出menuconfig菜单 之后，输入以下命令进行编译：

scons

或

scons -j16

-j 用来选择参与编译的核心数: 我这里是选择16

大家可以根据自己的电脑来选择

核心越多编译越快

如果写的数量高于电脑本身，那么就自动按照最高可用的来运行！

镜像烧录

编译完成之后会在 \luban-lite\output\d13x_JLC_rt-thread_helloworld\images 文件夹下生成一个 d13x_JLC_v1.0.0.img 镜像文件！

然后我们烧录镜像，具体的教程请查看：镜像烧录（点击跳转🚀）

到这里完成了，请移步到 最后一节 进行移植验证。

工程代码解析

bsp_sht20.c

/*
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 */

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include <inttypes.h>
#include <finsh.h>
#include "hal_adcim.h"
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_log.h"
#include "hal_gpai.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "hal_i2c.h"
#include "bsp_sht20.h"

#define I2C_BUS_NAME	"i2c0"           				/* I2C总线设备名称 */
#define SLAVE_ADDR      0x40 							/* 器件地址 */

static struct rt_i2c_bus_device *i2c_bus = RT_NULL;     /* I2C总线设备句柄 */

/* 发送数据 */
static rt_err_t write_data(struct rt_i2c_bus_device *bus, rt_uint8_t len, rt_uint8_t *data)
{
    struct rt_i2c_msg msgs;

    msgs.addr = SLAVE_ADDR;
    msgs.flags = RT_I2C_WR;
    msgs.buf = data;
    msgs.len = len;

    /* 调用I2C设备接口传输数据 */
    if (rt_i2c_transfer(bus, &msgs, 1) == 1)
    {
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        return -RT_ERROR;
    }
}


/* 读取数据 */
static rt_err_t read_data(struct rt_i2c_bus_device *bus, rt_uint8_t len, rt_uint8_t *buf)
{
    struct rt_i2c_msg msgs;

    msgs.addr  = SLAVE_ADDR;    // 器件地址
    msgs.flags = RT_I2C_RD;     // 读写标志的设定
    msgs.buf   = buf;           // 发送缓存区地址
    msgs.len   = len;           // 发送的字节长度

    /* 调用I2C设备接口传输数据 */
    if (rt_i2c_transfer(bus, &msgs, 1) == 1)
    {
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        return -RT_ERROR;
    }
}


/**********************************************************
 * 函 数 名 称：SHT20_Init
 * 函 数 功 能：初始化SHT20
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：RT_OK：完成  -RT_ERROR：错误
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：
**********************************************************/
int SHT20_Init(void)
{
	/* 查找I2C总线设备，获取I2C总线设备句柄 */
	i2c_bus = (struct rt_i2c_bus_device *)rt_device_find(I2C_BUS_NAME);
    if(i2c_bus == RT_NULL)
	{
        LOG_E("no device: %s",I2C_BUS_NAME);
        return -RT_ERROR;
    }
	else
	{
        rt_kprintf("\nfind device: %s\n",I2C_BUS_NAME);
	}

    return RT_EOK;
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：SHT20_Read
 * 函 数 说 明：测量温湿度
 * 函 数 形 参：Temperature温度数据地址 Humidity湿度数据地址
 * 函 数 返 回：RT_EOK:成功     -RT_ERROR:错误
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
int SHT20_Read(float *Temperature, float *Humidity)
{
    uint8_t temp_reg_addr = 0xF3; // 温度
    uint8_t humi_reg_addr = 0xF5; // 湿度

    uint8_t send_buff[2] = {temp_reg_addr, humi_reg_addr};
    uint8_t recv_buff[2] = {0};

    if(Temperature != RT_NULL) // 如果温度地址不为空
    {
        /* 发送寄存器地址 */
        if(RT_EOK != write_data(i2c_bus, 1, &send_buff[0]))
        {
            LOG_E("write_data for temperature failed: [%d]",  __LINE__);
            return -RT_ERROR;
        }

        aicos_mdelay(100);

        /* 读取16位数据 */
        if(RT_EOK != read_data(i2c_bus, 2, recv_buff))
        {
            LOG_E("read_data for temperature failed: [%d]", __LINE__);
            return -RT_ERROR;
        }

        /* 转换数据 */
        *Temperature = ((recv_buff[0]<<8)|recv_buff[1]) / 65536.0 * 175.72 - 46.85;

        /* 清空接收缓存区 */
        if(RT_NULL == rt_memset(recv_buff, 0, sizeof(recv_buff)))
        {
            LOG_E("rt_memset for temperature failed: [%d]", __LINE__);
            return -RT_ERROR;
        }
    }

    aicos_mdelay(100);

    if(Humidity != RT_NULL) // 如果湿度地址不为空
    {
        /* 发送寄存器地址 */
        if(RT_EOK != write_data(i2c_bus, 1, &send_buff[1]))
        {
            LOG_E("write_data for humidity failed: [%d]", __LINE__);
            return -RT_ERROR;
        }

        aicos_mdelay(100);

        /* 读取16位数据 */
        if(RT_EOK != read_data(i2c_bus, 2, recv_buff))
        {
            LOG_E("read_data for humidity failed: [%d]", __LINE__);
            return -RT_ERROR;
        }

        /* 转换数据 */
        *Humidity = ((recv_buff[0]<<8)|recv_buff[1]) / 65536.0 * 125.0 - 6;
    }

    return RT_EOK;
}

bsp_sht20.h

/*
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 */
#ifndef __BSP_SHT20_H__
#define __BSP_SHT20_H__

#include "stdio.h"

int SHT20_Init(void);
int SHT20_Read(float *Temperature, float *Humidity);

#endif

Kconfig

这个是一个menuconfig中的选项，如果在菜单中选中该选项，就会在rtconfig.h中定义一个语句，用来if判断条件编译之类的。

config LCKFB_SHT20_TEMP_HUMI_SENSOR
    bool "Using SHT20 temperature and humidity sensor"
    select AIC_USING_I2C0
    default n
    help
        More information is available at: https://wiki.lckfb.com/

SConscript

自动化构建文件，如果定义了 LCKFB_SHT20_TEMP_HUMI_SENSOR 和 USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE 就自动编译当前目录下的文件！！

Import('RTT_ROOT')
Import('rtconfig')
import rtconfig
from building import *

cwd = GetCurrentDir()
CPPPATH = [cwd]
src = []


if GetDepend('LCKFB_SHT20_TEMP_HUMI_SENSOR') and GetDepend('USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE'):
    src = Glob(os.path.join(cwd, '*.c'))

group = DefineGroup('lckfb-sht20-temp-humi-sensor', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)

Return('group')

test_sht20_temp_humi_sensor.c

这个文件是一个基于RT-Thread操作系统的SHT20温湿度传感器处理模块。它包含了对SHT20传感器的初始化、数据读取以及线程管理相关的代码。

全局变量

• 声明了一个线程控制块指针sht20_thread，用于管理SHT20传感器读取线程。

线程入口函数逻辑

• sht20_thread_entry是线程的入口函数，它不接受任何参数。
• 在函数内部，首先调用SHT20_Init函数初始化SHT20传感器。
• 如果初始化失败，则打印错误信息并返回。
• 使用一个无限循环来持续读取传感器的数据。
• 在循环中，定义了温度和湿度变量，并尝试通过SHT20_Read函数读取传感器数据。
• 如果读取成功，将数据转换为整数和小数部分，并打印到控制台。
• 如果读取失败，打印错误信息。
• 通过while_count计数器控制循环次数，并在计数器达到100次时提示用户可以通过命令退出读取循环。
• 在每次循环结束后，线程会挂起2秒（如果是第一次循环）或1秒。

SHT20启动函数

• test_sht20_sensor函数用于启动SHT20传感器读取线程。
• 它首先尝试创建一个名为sht20_thread1的线程，并设置其入口函数、参数、栈大小、优先级和时间片。
• 如果线程创建成功，则启动该线程。

SHT20退出函数

• test_exit_sht20_sensor函数用于删除SHT20传感器读取线程。
• 它尝试删除sht20_thread线程，并根据删除操作的结果打印相应的信息。

命令行接口

• 使用MSH_CMD_EXPORT宏导出test_sht20_sensor和test_exit_sht20_sensor函数，使其可以通过命令行接口调用。
• 用户可以通过输入test_sht20_sensor命令来启动SHT20传感器读取线程。
• 用户可以通过输入test_exit_sht20_sensor命令来退出SHT20传感器读取线程。

文件提供了一个RT-Thread操作系统下的SHT20传感器数据处理模块，通过命令行接口控制传感器数据的读取和退出操作。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_sht20.h"


#define THREAD_PRIORITY         25      // 线程优先级
#define THREAD_STACK_SIZE       1024    // 线程大小
#define THREAD_TIMESLICE        20      // 时间片

static rt_thread_t sht20_thread = RT_NULL;   // 线程控制块

// 线程入口函数
static void sht20_thread_entry(void *param)
{
    int ret = 0;
    int while_count = 1; // 循环次数

    /* SHT20初始化 */
    ret = SHT20_Init();
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("failed to SHT20_Init !!");
        return;
    }

    rt_kprintf("Start Loop !!\n");

    while(while_count++)
    {
        float Temperature = 0;
        float Humidity = 0;

        int ret = SHT20_Read(&Temperature, &Humidity); //读取
        if(ret != RT_EOK)
        {
            LOG_E("failed to SHT20_Read !");
        }
        else
        {
            uint32_t value_temp = Temperature * 100;
            uint32_t value_humi = Humidity * 100;

            rt_kprintf("\nRead [SHT20] Temperature = %d.%02d\n", value_temp/100, value_temp%100);
            rt_kprintf("Read [SHT20] Humidity = %d.%02d\n",      value_humi/100, value_humi%100);

        }

        if(while_count >= 100)
        {
            while_count = 1;

            rt_kprintf("\nType [test_exit_sht20_sensor] command to exit SHT20 to read data\n");
            rt_kprintf("Note: Pressing [TAB] as you type will autocomplete the command\n");

            rt_thread_mdelay(2000);
        }

        rt_thread_mdelay(1000);
    }

    rt_kprintf("\nEND!!\n");

}

/* SHT20启动函数 */
static void test_sht20_sensor(int argc, char **argv)
{
    /* 创建线程，名称是 sht20_thread，入口是 sht20_thread_entry */
    sht20_thread = rt_thread_create("sht20_thread1",
                            sht20_thread_entry, RT_NULL,
                            THREAD_STACK_SIZE,
                            THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);

    /* 如果获得线程控制块，启动这个线程 */
    if (sht20_thread != RT_NULL)
        rt_thread_startup(sht20_thread);
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_sht20_sensor, run SHT20 sensor);


/* SHT20退出函数 */
static void test_exit_sht20_sensor(void)
{
    int ret = rt_thread_delete(sht20_thread);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("failed to test_exit_sht20_sensor !!");
    }
    else
    {
        rt_kprintf("\n========SHT20 exit successful !!========\n");
    }

}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_exit_sht20_sensor, quit SHT20);

移植验证

我们使用串口调试，将 USB转TTL模块 连接到衡山派开发板上面！！

具体的教程查看：串口调试（点击跳转🚀）

串口波特率默认为115200

我们在输入下面的命令运行该模块的线程：

输入的时候按下TAB键会进行命令补全！！

test_sht20_sensor

模块上电效果：

模块代码下载

链接：下载中心->模块移植代码下载（点击跳转🚀）