2.22 MS5611 气压传感器

2.22.1 模块来源

采购链接： GY-63 MS5611-01BA03 气压传感器 高度传感器模块 资料下载链接： https://pan.baidu.com/s/1QOrpiggCE6mBpqabJXUufg 提取码：c2pp

**图 2.21.1-1 产品实物展示**

2.22.2 规格参数

**工作电压：**1.8~3.6V **工作电流：**0.25~23uA **温度精度：**0.8℃ 温度范围：-40~85℃ **气压范围：**10~1200 mbar **气压精度：**1.5 mbar **输出方式: ****IIC** **管脚数量：**3 Pin 文件 2.21.2-1 产品规格书

2.22.3 移植过程

我们的目标是在梁山派 GD32F470 上能够测量环境气压。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。

2.22.3.1 查看资料

当 PS 引脚接高电平时，传感器属于 IIC 模式；当 PS 引脚接低电平时，传感器属于 SPI 模式；在原理图上，PS 引脚通过上拉电阻接了高电平，故默认为 IIC 模式。

器件地址 = 0XEE

CSB 的反补码 即 CSB 引脚接高电平时， 地址为 1110 110+(读写位)

CSB 的反补码 即 CSB 引脚接低电平时， 地址为 1110 111+(读写位)

bit7	bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0
1	1	1	0	1	1	CSB	读写位

读取气压与温度的流程：开始-> 读取出厂校准值 C1 至 C6 -> 读取气压 D1 和温度 D2 的原始数据 -> 将 D2 和 C1C6 带入公式求出 dT 和 TEMP，其中 TEMP 为温度数据-> 将 dT 和 C1 至 C6 带入公式求出 OFF、SENS 和 P，其中 P 为气压数据。

2.22.3.2 引脚选择

######### MS5611	######### 立创·梁山派	######### 接线图

| SCL | PF7 | | | SDA | PF9 | | | GND | GND | | | **表 2.22.3.2 各引脚连接** | | |

2.22.3.3 移植至工程

移植步骤中的导入.c 和.h 文件与上一节相同，只是将.c 和.h 文件更改为 bsp_ms5611.c 与 bsp_ms5611.h。见 2.2.3.3 移植至工程。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。

在文件 bsp_ms5611.c 中，编写如下代码。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_ms5611.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2022年04月26日
  * 功能介绍: 气压传感器MS5611的底层驱动
  * 使用说明: 初始化的顺序：

                                MS5611_Reset();//器件复位
                                delay_1ms(300);//等待初始化完成;
                                MS5611_Read_PROM();//读取出厂校准值
                                while(1)
                                {
                                        Get_pressure();//获取气压与温度
                                }

  ******************************************************************************
  * 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/

#include "bsp_ms5611.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"
#include "systick.h"

//出厂校准值
//Cal_C1_6[0]                                 = 厂家信息
//Cal_C1_6[1] ~ Cal_C1_6[6] = 校准值
//Cal_C1_6[7]                                 = 校准值的CRC校验
uint16_t Cal_C1_6[8];


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：MS5611_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：MS5611的引脚初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void MS5611_GPIO_Init(void)
{
  /* 使能时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_SCL);
        rcu_periph_clock_enable(RCU_SDA);

        /* 配置SCL为输出模式 */
        gpio_mode_set(PORT_SCL,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_SCL);
        /* 配置为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(PORT_SCL,GPIO_OTYPE_OD,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_SCL);

        /* 配置SDA为输出模式 */
        gpio_mode_set(PORT_SDA,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_SDA);
        /* 配置为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(PORT_SDA,GPIO_OTYPE_OD,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_SDA);
}


/******************************************************************
 * 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 );
                __nop();
                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：MS5611_Reset
 * 函 数 功 能：MS5611的复位
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：0=复位成功  1=器件地址错误  2=命令无应答
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
**********************************************************/
char MS5611_Reset(void)
{
        IIC_Start();//起始信号
        Send_Byte(0xee|0); //器件地址+写
        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 1;
        Send_Byte(0x1e); //复位命令
        if( I2C_WaitAck() == 1 )return 2;
        IIC_Stop();
        return 0;
}


//C1-C6 16位  6个地址  每一个地址16位
/**********************************************************
 * 函 数 名 称：MS5611_Read_PROM
 * 函 数 功 能：读取出厂校准值
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
**********************************************************/
void MS5611_Read_PROM(void)
{
        uint8_t data_H=0,data_L=0;
        uint8_t i = 0;

        for( i = 0; i < 8; i++ )
        {
                IIC_Start();//起始信号
                Send_Byte(0xee|0); //器件地址+写
                I2C_WaitAck();
                Send_Byte( 0xA0 + i * 2 ); //寄存器地址
                I2C_WaitAck();
                IIC_Stop();

                delay_us(200);

                IIC_Start();//起始信号
                Send_Byte(0xee|1); //器件地址+读
                I2C_WaitAck();

                data_H = Read_Byte();//读取的数据高8位
                IIC_Send_Ack(0);
                data_L = Read_Byte();//读取的数据低8位
                IIC_Send_Ack(1);

                IIC_Stop();
                //保存出厂校准数据
                Cal_C1_6[i] = (data_H<<8) | data_L;
        }
}


/**********************************************************
 * 函 数 名 称：MS5611_Read_D1_D2
 * 函 数 功 能：读取气压D1和温度D2的初始数据
 * 传 入 参 数：regaddr=0x48或0x58
 * 函 数 返 回：返回读取后整合为24位的数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：
 *                                 regaddr= 0x48         读取D1数据(OSR=4096)
 *                                 regaddr= 0x58         读取D2数据(OSR=4096)
**********************************************************/
uint32_t MS5611_Read_D1_D2(uint8_t regaddr)
{
        uint32_t dat = 0;
        uint8_t buff[3] ={0};
        IIC_Start();//起始信号
        Send_Byte(0xee|0); //器件地址+写
        if( I2C_WaitAck() == 1 )printf("D1 NACK -1\r\n");
        Send_Byte(regaddr); //OSR = 4096
        if( I2C_WaitAck() == 1 )printf("D1 NACK -2\r\n");
        IIC_Stop();

        delay_1ms(10);

        IIC_Start();//起始信号
        Send_Byte(0xee|0); //器件地址+写
        if( I2C_WaitAck() == 1 )printf("D1 NACK -3\r\n");
        Send_Byte(0X00);
        if( I2C_WaitAck() == 1 )printf("D1 NACK -4\r\n");
        IIC_Stop();

        delay_1ms(10);

        IIC_Start();//起始信号
        Send_Byte(0xee|1); //器件地址+读
        if( I2C_WaitAck() == 1 )printf("D1 NACK -5\r\n");

        buff[0] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);
        buff[1] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);
        buff[2] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(1);
        IIC_Stop();

        dat = (((buff[0]<<16) | ( buff[1]<<8)) | buff[2]);
        return dat;
}

uint32_t D1 = 0, D2 = 0, dT = 0;
/**********************************************************
 * 函 数 名 称：Get_TEMP
 * 函 数 功 能：换算温度
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：没有小数点后的温度数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
**********************************************************/
float Get_TEMP(void)
{
        float dat = 0;
        long long TEMP = 0;
        D1 = MS5611_Read_D1_D2(0x48);
        delay_1ms(10);
        D2 = MS5611_Read_D1_D2(0x58);

        dT = D2 - (Cal_C1_6[5] * 256.0);

        TEMP = 2000 + (((float)dT * Cal_C1_6[6]) / 8388608.0);

//        printf("temp = %lld%lld.%lld%lld\r\n",TEMP/1000, TEMP/100%10,TEMP/10%10,TEMP%10);

        //没有小数的温度
        dat = (((TEMP/1000)*10) + (TEMP/100%10)) ;

        return dat;
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：Get_pressure
 * 函 数 功 能：换算气压数据
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：返回气压，单位（HPa）
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
**********************************************************/
float Get_pressure(void)
{
        long long SENS = 0;
        long long P =0;
        long long OFF = 0;

        Get_TEMP();

        OFF = Cal_C1_6[2] * 65536.0 + Cal_C1_6[4] * dT / 128;
        SENS = (Cal_C1_6[1] * 32768.0) + ((Cal_C1_6[3] * dT ) / 256.0);

        P = (D1 * SENS / 2097152.0 - OFF) / 32768.0;

        return (P/100.0);
}

在文件 bsp_sht10.h 中，编写如下代码。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_ms5611.h
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2022年04月26日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/

#ifndef _BSP_MS5611_H_
#define _BSP_MS5611_H_

#include "gd32f4xx.h"


//端口移植
#define RCU_SDA RCU_GPIOF
#define PORT_SDA GPIOF
#define GPIO_SDA GPIO_PIN_9

#define RCU_SCL RCU_GPIOF
#define PORT_SCL GPIOF
#define GPIO_SCL GPIO_PIN_7

//设置SDA输出模式
#define SDA_OUT()        gpio_mode_set(PORT_SDA,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_SDA)
//设置SDA输入模式
#define SDA_IN()        gpio_mode_set(PORT_SDA,GPIO_MODE_INPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_SDA)
//获取SDA引脚的电平变化
#define SDA_GET()        gpio_input_bit_get(PORT_SDA,GPIO_SDA)
//SDA与SCL输出
#define SDA(x)          gpio_bit_write(PORT_SDA,GPIO_SDA, (x?SET:RESET))
#define SCL(x)          gpio_bit_write(PORT_SCL,GPIO_SCL, (x?SET:RESET))

void MS5611_GPIO_Init(void);
char MS5611_Reset(void);
void MS5611_Read_PROM(void);
float Get_TEMP(void);
float Get_pressure(void);

#endif

2.22.4 移植验证

在自己工程中的 main 主函数中，编写如下。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: main.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2022年04月19日
  * 功能介绍:
  ******************************************************************************
  * 开发板官网：www.lckfb.com
*********************************************************************************/


#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "main.h"
#include "sys.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "bsp_ms5611.h"

/************************************************
函数名称 ： main
功    能 ： 主函数
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
作    者 ： LC
*************************************************/
int main(void)
{
        nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);  // 优先级分组
    systick_config();                                                  // 滴答定时器初始化
        usart_gpio_config(9600U);                                          // 串口0初始化

        MS5611_GPIO_Init();

        MS5611_Reset();//器件复位

        delay_1ms(300);//等待初始化完成;

        MS5611_Read_PROM();//读取出厂校准值
        printf("start\r\n");
    while(1)
        {
                //输出温度
                printf("temp = %.0f℃\r\n",Get_TEMP() );
                //输出气压
                printf("pressure = %.2fHPa\r\n",Get_pressure() );
                delay_1ms(1000);

    }
}

移植现象：每隔一秒测量一次温度和气压，并发送至串口 0。

移植成功示例，见文件 2.21.4-1 。

文件 2.21.4-1 移植成功示例