2.56 AHT20 温湿度传感器模块（来自格尔曼.斯帕罗的贡献）

2.56.1 模块来源

采购链接： https://m.tb.cn/h.522v7Ai?tk=CM7HdwuYarG

资料下载链接：https://pan.baidu.com/s/1yQz2bBw4QGDgH7kYElQzkQ 提取码：upxq 实物展示图

2.56.2 规格参数

工作电压：2.0~5.5v **工作电流：23****uA** 通信方式：标准 I2C 通讯引脚数量：4温度范围：-40~85℃湿度范围：0~100% 数据均来自于 AHT20 数据手册

2.56.3 模块原理

数据手册的前两节都是一些芯片的电气特性和简要介绍，跟我们移植模块的关系不大，不需要看，直接跳到第三节（3.接口定义），这里给出了 I2C 的硬件电路，由于我们的模块已经集成了上拉电阻，所以我们直接用杜邦线来连接梁山派和模块就行。不用考虑硬件电路。

第四节第五节分别给出了如何实现 I2C 通讯的时序图，是我们用软件方式实现 I2C 通讯的基础，手册给出的比较简陋，感兴趣的可去 B 站看看 I2C 的详细讲解。

第五节还给出了 AHT20 的 I2C 地址和命令字，模块的 AHT20 I2C 七位地址为 0x38,由此我们可以得出 AHT20 的写入八位地址为 0x70,读取八位地址为 0x71，具体地址的得出可以看看 I2C 的详细介绍。

得到 I2C 地址和手册给我们提供的开始测量命令后，我们按照手册的要求向 AHT20 发送测量命令。

发送完测命令后，由于 AHT20 测量需要时间，我们可以延时一段时间，等待测量结束，测量结束后我们按照手册的要求，读取七个字节，其中第一个字节为状态字，中间五个为温湿度数据，最后一个字节为 CRC 校验码。

获取到传感器数据后，我们按照手册的转换公式，对二进制数据进行处理，就可得到想要的十进制温湿度数据。

大概的移植过程就是这样，具体的细节需要认真看数据手册和代码，希望能对你有所帮助。

2.56.4 移植工程

AHT20 通讯方式为 I2C 通讯，我们只需要用梁山派实现 I2C 通讯，并按照数据手册对 AHT20 进行控制，就可以获取实时的温湿度数据。这里我给出的代码是基于软件 I2C，便于理解 I2C 通讯协议。

2.56.4.1 引脚选择

I2C 通讯引脚选择 PB8,PB9，对应梁山派的硬件 I2C0，方便切换软件 I2C 和硬件 I2C。

AHT20	######### 立创·梁山派	######### 接线图

| GND | GND | | | SCL | PB8 | | | SDA | PB9 | |

2.56.4.2 移植步骤

下面给出 AHT20 的驱动代码，包括软件 I2C 的实现，以及 AHT20 的控制。

#ifndef __AHT20_H
#define __AHT20_H

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"

//定义软件I2C延时
#define AHT20_I2C_Delay delay_1ms(1)

//@brief 定义软件I2C IO
#define AHT20_SCL_RCU  RCU_GPIOB
#define AHT20_SCL_PORT GPIOB
#define AHT20_SCL_PIN  GPIO_PIN_8

#define AHT20_SDA_RCU  RCU_GPIOB
#define AHT20_SDA_PORT GPIOB
#define AHT20_SDA_PIN  GPIO_PIN_9

//定义AHT20 I2C地址
#define AHT20_I2C_RECEIVE_ADDRESS 0x71
#define AHT20_I2C_SEND_ADDRESS    0x70

//定义软件I2C应答枚举类型
typedef enum
{
    ACK_OK = 0,
    ACK_NO = 1
} I2C_ACK;

//全局变量声明
extern uint8_t AHT20_data[7];

void AHT20_Init(void); //AHT20初始化
void AHT20_Detection_Start(void); //AHT20开始一次检测

#endif

/********************************************************************************
  * 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6    使用主频200Mhz    晶振25Mhz
  * 版 本 号: V1.0
  * 修改作者: LCKFB
  * 修改日期: 2022年04月19日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 梁山派软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
  * 开发板官网：www.lckfb.com
  * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
  * 立创论坛：club.szlcsc.com
  * 其余模块移植手册：https://dri8c0qdfb.feishu.cn/docx/EGRVdxunnohkrNxItYTcrwAnnHe
  * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
  * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
*********************************************************************************/

#include "AHT20.h"

uint8_t AHT20_data[7] = {0};

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_I2C_IO_Init
 * 函 数 说 明：AHT20软件I2C通讯IO口初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void AHT20_I2C_IO_Init(void)
{
    rcu_periph_clock_enable(AHT20_SCL_RCU);
    rcu_periph_clock_enable(AHT20_SDA_RCU);

    gpio_mode_set(AHT20_SCL_PORT, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, AHT20_SCL_PIN);
    gpio_output_options_set(AHT20_SCL_PORT, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_MAX, AHT20_SCL_PIN);
    gpio_mode_set(AHT20_SDA_PORT, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, AHT20_SDA_PIN);
    gpio_output_options_set(AHT20_SDA_PORT, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_MAX, AHT20_SDA_PIN);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_I2C_Start
 * 函 数 说 明：软件I2C产生开始信号
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void AHT20_I2C_Start(void)
{
    gpio_bit_write(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN, SET);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, SET);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN, RESET);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, RESET);
    AHT20_I2C_Delay;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_I2C_Stop
 * 函 数 说 明：软件I2C产生结束信号
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void AHT20_I2C_Stop(void)
{
    gpio_bit_write(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN, RESET);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, SET);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN, SET);
    AHT20_I2C_Delay;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_I2C_Send_Ack
 * 函 数 说 明：软件I2C产生应答信号
 * 函 数 形 参：Ack=发送的应答
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void AHT20_I2C_Send_Ack(I2C_ACK Ack)
{
    gpio_bit_write(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN, (FlagStatus)Ack);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, SET);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, RESET);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN, SET);
    AHT20_I2C_Delay;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_I2C_Receive_Ack
 * 函 数 说 明：软件I2C接收应答信号
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：ACK_OK=有应答，ACK_NO=无应答
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static I2C_ACK AHT20_I2C_Receive_Ack(void)
{
    I2C_ACK Ack;

    gpio_bit_write(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN, SET);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, SET);
    AHT20_I2C_Delay;
    Ack = (I2C_ACK)gpio_input_bit_get(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN);
    AHT20_I2C_Delay;
    gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, RESET);
    AHT20_I2C_Delay;

    return Ack;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_I2C_Send_Byte
 * 函 数 说 明：软件I2C发送一个字节
 * 函 数 形 参：Byte=发送的字节
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void AHT20_I2C_Send_Byte(uint8_t Byte)
{
    uint8_t i;
    I2C_ACK Ack = ACK_NO;

        for (i = 0; i < 8; i ++)
        {
        gpio_bit_write(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN, (FlagStatus)(Byte & (0x80 >> i)));
        AHT20_I2C_Delay;
        gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, SET);
        AHT20_I2C_Delay;
        gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, RESET);
        AHT20_I2C_Delay;
        }
    Ack = AHT20_I2C_Receive_Ack();

         if (Ack == ACK_OK)
    {

    }
    else
    {

    }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_I2C_Receive_Byte
 * 函 数 说 明：软件I2C接受的字节
 * 函 数 形 参：Ack=接受完字节后给出的应答信号
 * 函 数 返 回：接收到的字节
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static uint8_t AHT20_I2C_Receive_Byte(I2C_ACK Ack)
{
    uint8_t Byte;
    uint8_t i;

    for (i = 8; i > 0; i--)
    {
        gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, SET);
        AHT20_I2C_Delay;
        Byte |= (gpio_input_bit_get(AHT20_SDA_PORT, AHT20_SDA_PIN) << (i - 1));
        gpio_bit_write(AHT20_SCL_PORT, AHT20_SCL_PIN, RESET);
        AHT20_I2C_Delay;
    }

    AHT20_I2C_Send_Ack(Ack);

    return Byte;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_Init
 * 函 数 说 明：AHT20初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：接收到的字节
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void AHT20_Init(void)
{
        AHT20_I2C_IO_Init();
        delay_1ms(100);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT20_Detection_Start
 * 函 数 说 明：AHT20开始一次测量
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void AHT20_Detection_Start(void)
{
    AHT20_I2C_Start();
    AHT20_I2C_Send_Byte(AHT20_I2C_SEND_ADDRESS);
    AHT20_I2C_Send_Byte(0xAC);
    AHT20_I2C_Send_Byte(0x33);
    AHT20_I2C_Send_Byte(0x00);
    AHT20_I2C_Stop();

    delay_1ms(80);

    AHT20_I2C_Start();
    AHT20_I2C_Send_Byte(AHT20_I2C_RECEIVE_ADDRESS);
    AHT20_data[0] = AHT20_I2C_Receive_Byte(ACK_OK);
    AHT20_data[1] = AHT20_I2C_Receive_Byte(ACK_OK);
    AHT20_data[2] = AHT20_I2C_Receive_Byte(ACK_OK);
    AHT20_data[3] = AHT20_I2C_Receive_Byte(ACK_OK);
    AHT20_data[4] = AHT20_I2C_Receive_Byte(ACK_OK);
    AHT20_data[5] = AHT20_I2C_Receive_Byte(ACK_OK);
    AHT20_data[6] = AHT20_I2C_Receive_Byte(ACK_NO);
    AHT20_I2C_Stop();
}

2.56.5 移植验证

梁山派连接上 USB 转串口模块，连接好 AHT20 传感器，烧录程序后，电脑端打开任意串口助手软件，波特率设置为 115200，就可以在串口助手中看到温湿度数据。

移植成功工程文件