主要观点总结
本文主要介绍了Sensirion推出的SHT20数字温湿度传感器的特点以及移植到CW32F030C8T6开发板上的过程，包括模块来源、规格参数、移植步骤和相关代码。
关键观点总结
关键观点1: SHT20传感器特点
SHT20是一款具有高可靠性和长期稳定性的数字温湿度传感器，具备全量程标定、两线数字接口、体积微小、响应迅速、低能耗、可浸没、抗干扰能力强等特点。
关键观点2: 移植步骤
移植过程包括获取资料、查看数据手册、实现读取数据、移植至工程等步骤。其中，查看数据手册是实现读取数据的关键。
关键观点3: 相关代码
代码中包含了SHT20传感器的初始化、起始信号、停止信号、发送应答、等待应答、写数据、读数据等功能的实现。这些代码需要在bsp_sht20.c和bsp_sht20.h文件中进行编写和移植。
关键观点4: 工程验证
在main主函数中编写代码进行移植验证，通过串口输出温度和湿度数据，实现SHT20传感器在CW32F030C8T6开发板上的成功应用。
正文
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。
模块实物展示
：
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1HrQkwECvGgQSHvt_RNdLdA
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
我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6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。
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。
模块接线图
移植步骤中的导入.c和.h文件与
【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器
相同，
只是将.c和.h文件更改为bsp_sht20.c与bsp_sht20.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。
在文件bsp_sht20.c中，编写如下代码。
/*
* Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */#include "bsp_sht20.h"#include "board.h"#include "stdio.h"
void SHT20_GPIO_INIT(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体
RCC_SHT20_ENABLE(); // 使能GPIO时钟
GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL; // GPIO引脚 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 开漏输出 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 输出速度高 GPIO_Init(PORT_SHT20, &GPIO_InitStruct); // 初始化}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：IIC_Start * 函 数 说 明：IIC起始信号 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无******************************************************************/void IIC_Start(void){ SDA_OUT();
SCL(0); SDA(1); 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 * 函 数 形 参：0应答 1非应答 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无******************************************************************/void IIC_Send_Ack(uint8_t 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：IIC_Wait_Ack * 函 数 说 明：等待从机应答 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：1=无应答 0=有应答 * 作 者：LC * 备 注：无******************************************************************/uint8_t IIC_Wait_Ack(void){ char ack = 0; unsigned char ack_flag = 10; SDA_IN(); SDA(1); 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：IIC_Write * 函 数 说 明：IIC写一个字节 * 函 数 形 参：dat写入的数据 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无******************************************************************/void IIC_Write(uint8_t data){ int i = 0; SDA_OUT(); SCL(0);//拉低时钟开始数据传输
for( i = 0; i < 8; i++ ) { SDA( (data & 0x80) >> 7 ); delay_us(2); data<<=1; delay_us(6); SCL(1); delay_us(4); SCL(0); delay_us(4);
}}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：IIC_Read * 函 数 说 明：IIC读1个字节 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：读出的1个字节数据 * 作 者：LC * 备 注：无******************************************************************/uint8_t IIC_Read(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); } return receive;}
/****************************************************************** * 函 数 名 称：SHT20_Read * 函 数 说 明：测量温湿度 * 函 数 形 参：regaddr寄存器地址 regaddr=0xE3测量温度 =0xE5测量湿度 * 函 数 返 回：regaddr=0xE3时返回温度，regaddr=0xE5时返回湿度 * 作 者：LC * 备 注：无******************************************************************/float SHT20_Read(uint8_t regaddr){ unsigned char data_H = 0; unsigned char data_L = 0; float temp = 0; IIC_Start(); IIC_Write(0x80|0); if( IIC_Wait_Ack() == 1 ) printf("error -1\r\n"); IIC_Write(regaddr); if( IIC_Wait_Ack() == 1 ) printf("error -2\r\n");
do{ delay_us(10); IIC_Start(); IIC_Write(0x80|1);
}while( IIC_Wait_Ack() == 1 );
delay_us(20);
data_H = IIC_Read(); IIC_Send_Ack(0); data_L = IIC_Read(); IIC_Send_Ack(1); IIC_Stop();
if( regaddr == 0xf3 ) { temp = ((data_H<<8)|data_L) / 65536.0 * 175.72 - 46.85; } if( regaddr == 0xf5 ) { temp = ((data_H<<8)|data_L) / 65536.0 * 125.0 - 6; } return temp;
}
在文件bsp_sht20.h中，编写如下代码。
#ifndef __BSP_SHT20_H__#define __BSP_SHT20_H__
#include "board.h"
#define RCC_SHT20_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()#define PORT_SHT20 CW_GPIOB
#define GPIO_SDA GPIO_PIN_9#define GPIO_SCL GPIO_PIN_8
#define SDA_OUT() { \ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; \ GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; \ GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; \ GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; \ GPIO_Init(PORT_SHT20, &GPIO_InitStruct); \ }#define SDA_IN() { \ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; \ GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA; \ GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; \ GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; \ GPIO_Init(PORT_SHT20, &GPIO_InitStruct); \ }#define SDA_GET() GPIO_ReadPin(PORT_SHT20, GPIO_SDA)#define SDA(x) GPIO_WritePin(PORT_SHT20, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )#define SCL(x) GPIO_WritePin(PORT_SHT20, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )
void SHT20_GPIO_INIT(void);float SHT20_Read(unsigned char regaddr);
#endif
在自己工程中的main主函数中，编写如下。
#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_sht20.h"
#define T_ADDR 0xf3 #define PH_ADDR 0xf5
int32_t main(void){ board_init();
uart1_init(115200);
SHT20_GPIO_INIT(); delay_ms(1000); printf("SHT20 Start!!\r\n");
while(1) { printf("温度 = %.2f ℃\r\n", SHT20_Read(T_ADDR) ); printf("湿度 = %.2f %%RH\r\n",SHT20_Read(PH_ADDR) );
printf("\n"); delay_ms(1000); }}
上电现象：
链接：
https://pan.baidu.com/s/13EW713tzDGwSDVUw--ouJQ?pwd=LCKF
提取码：LCKF
