AHT10温湿度传感器

AHT10，新一代温湿度传感器在尺寸与智能方面建立了新的标准：它嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚SMD 封装，底面 4 x 5mm ，高度1.6mm。传感器输出经过标定的数字信号，标准 I 2 C 格式。AHT10 配有一个全新设计的 ASIC专用芯片、一个经过改进的MEMS半导体电容式湿度传感元件和一个标准的片上温度传感元件，其性能已经大大提升甚至超出了前一代传感器的可靠性水平，新一代温湿度传感器，经过改进使其在恶劣环境下的性能更稳定。每一个传感器都经过校准和测试，在产品表面印有产品批号。由于对传感器做了改良和微型化改进，因此它的性价比更高，并且最终所有设备都将得益于尖端的节能运行模式。

应用范围主要在暖通空调、除湿器、测试及检测设备、消费品、汽车、自动控制、数据记录器、气象站、家电、湿度调节、医疗及其他相关温湿度检测控制。

模块来源

采购链接：

https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.28.5b982786BAvoXy&id=630894804483&ns=1&abbucket=19

资料下载链接：

https://pan.baidu.com/s/1xTX_QCmEmy8DWgxgtgXXFw

提取码：pp3k

规格参数

工作电压：1.8~3.6V
工作电流：0.25~23uA
湿度误差：±2%RH
温度误差：±0.3℃
输出方式: IIC
管脚数量：3 Pin

移植过程

我们的目标是在天空星GD32F407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，再移植至我们的工程。

查看资料

器件地址为0x38，但是最后一位是读写位，需要空出一位给读写位，因此需要左移一位，即0x38<<1得到0X70

采集步骤：(写=0，读=1)
起始信号->器件地址左移1位+写 -> 等待传感器应答 -> 发送触发测量命令（0XAC）-> 等待传感器应答 -> 发送数据位0X33 -> 等待传感器应答 -> 发送数据位0x00 -> 等待传感器应答 -> 停止信号（可不加）-> 起始信号 ->器件地址左移1位+读 -> 等待传感器应答 -> 读取8位数据（状态字）-> 主机发送应答 -> 读取湿度高位数据 -> 主机发送应答 -> 读取湿度低位数据 -> 主机发送应答-> 读取湿度最后4位数据和温度最高的4位数据 -> -> 主机发送应答 -> 读取温度8数据 -> 主机发送应答-> 读取温度8位数据 -> 主机发送应答 -> 停止信号。

8位状态字，各个位表示的意义。

示例：
状态位 = 0x1C
0X1C = 0001 1100
bit7 = 设备空闲
bit6~5= NOR mode
bit4 = 保留
BIT3 = 1已校准
bit0~2= 保留

湿度换算公式：其中SRH等于读取到的20位湿度数据整合后的数据。
RH(%)=（SRH/2的20次方）* 100
温度换算公式：其中ST等于读取到的20位温度数据整合后的数据。

T (℃) = （ S T / 2 的 20 次 方 ） * 200 - 50

引脚选择

移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与【2.1 DHT11温湿度传感器】相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_aht10.c与bsp_aht10.h。见2.1.3.3 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_aht10.c中，编写如下代码。

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 * Date           Author       Notes
 * 2023-11-02     LCKFB-yzh    first version
 */

#include "bsp_aht10.h"
#include "stdio.h"
#include "board.h"

float Temperature = 0;
float Humidity = 0;

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：AHT10_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：AHT10的引脚初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void AHT10_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 );
                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：AHT10_Read
 * 函 数 功 能：读取AHT10的温湿度数据
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：0读取成功
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
**********************************************************/
unsigned char AHT10_Read(void)
{
        char timeout = 0;
        unsigned char buff[] = {0};
        unsigned int dat = 0;

        IIC_Start();//起始信号
        Send_Byte(0X38<<1 | 0);                  //器件地址+写命令
        I2C_WaitAck();                //等待传感器应答
        Send_Byte(0XAC);//寄存器地址：触发测量命令
        I2C_WaitAck();//等待传感器应答

        Send_Byte(0X33);//发送数据位
        I2C_WaitAck();//等待传感器应答

        Send_Byte(0X00);//发送数据位
        I2C_WaitAck();//等待传感器应答

        IIC_Stop();        //停止信号

        do{
                delay_ms(1);//超时判断，等待传感器采集数据
                timeout++;
                IIC_Start();//重新发送起始信号
                Send_Byte(0X38<<1  | 1);//器件地址+写命令
        }while( I2C_WaitAck() == 1 && timeout < 5 );

        buff[] = Read_Byte();//读取状态字
        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答

        buff[] = Read_Byte();//湿度高8位数据
        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答

        buff[] = Read_Byte();//湿度低8位数据
        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答

        buff[] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答

        buff[] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(0);//主机发送应答

        buff[] = Read_Byte();
        IIC_Send_Ack(1);//主机发送应答

        IIC_Stop();//停止信号

        //高位在前
        dat = (((buff[]<<12) | (buff[]<<4)) | (buff[]>>4));
        Humidity = dat / 1048576.0 * 100.0;

        dat = 0;
        dat = ((buff[] &0x0F) << 16 ) | ( buff[] << 8) | buff[];
        Temperature = (dat/1048576.0) * 200 - 50;

        return 0;
}


/**********************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Temperature
 * 函 数 功 能：获取采集后的温度数据
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：温度数据，单位℃
 * 作       者：LC
 * 备       注：必须先采集与数据，否则返回0或者之前的数据
**********************************************************/
float Get_Temperature(void)
{
        return Temperature;
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Humidity
 * 函 数 功 能：获取采集后的湿度数据
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：湿度数据，单位%RH
 * 作       者：LC
 * 备       注：必须先采集与数据，否则返回0或者之前的数据
**********************************************************/
float Get_Humidity(void)
{
        return Humidity;
}

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在文件bsp_aht10.h中，编写如下代码。

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 */

#ifndef _BSP_AHT10_H_
#define _BSP_AHT10_H_

#include "gd32f4xx.h"


//端口移植
#define RCU_SDA RCU_GPIOB
#define PORT_SDA GPIOB
#define GPIO_SDA GPIO_PIN_9

#define RCU_SCL RCU_GPIOB
#define PORT_SCL GPIOB
#define GPIO_SCL GPIO_PIN_8

//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 AHT10_GPIO_Init(void);
unsigned char AHT10_Read(void);
float Get_Temperature(void);
float Get_Humidity(void);

#endif

移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

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 * 2023-11-02     LCKFB-yzh    first version
 */
#include "board.h"
#include "bsp_aht10.h"

int main(void)
{
    board_init();
    bsp_uart_init();

    AHT10_GPIO_Init();//AHT10引脚初始化
    printf("start\r\n");
    while(1)
    {
            //采集温湿度
            AHT10_Read();

            //串口打印温度数据
            printf("temp = %.2f\r\n", Get_Temperature() );
            //串口打印湿度数据
            printf("humi = %.2f\r\n", Get_Humidity() );
            delay_ms(1000);

    }
}

移植现象：每隔一秒测量一次温湿度，并发送至串口。

代码下载

链接在开发板介绍章节的资料下载！！

【标准库】模块移植手册

显示类

传感器类

无线通信类

控制类

显示类

传感器类

无线通信类

控制类

显示类

传感器类

无线通信类

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AHT10温湿度传感器

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