轉： http://www.mculover666.cn/posts/2508748577/
本篇詳細的記錄了如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的硬件I2C外設，讀取SHT30溫濕度傳感器的數據並通過串口發送。
1. 准備工作
硬件准備
- 開發板
首先需要准備一個開發板，這里我准備的是STM32L4的開發板（BearPi）：
- SHT30溫濕度傳感器
SHT30溫濕度傳感器是一個完全校准的、現行的、帶有溫度補償的數字輸出型傳感器，具有 2.4V-5.5V 的寬電壓支持，使用IIC接口進行通信，最高速率可達1M並且有兩個用戶可選地址，除此之外，它還具有8個引腳的DFN超小封裝，如圖：
SHT30的原理圖如下：
軟件准備
- 需要安裝好Keil - MDK及芯片對應的包，以便編譯和下載生成的代碼；
- 准備一個串口調試助手，這里我使用的是
Serial Port Utility；
Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安裝包都可以在文末關注公眾號獲取，回復關鍵字獲取相應的安裝包：
2.生成MDK工程
選擇芯片型號
打開STM32CubeMX，打開MCU選擇器：
搜索並選中芯片STM32L431RCT6:
配置時鍾源
- 如果選擇使用外部高速時鍾（HSE），則需要在System Core中配置RCC；
- 如果使用默認內部時鍾（HSI），這一步可以略過；
這里我都使用外部時鍾：
配置串口
小熊派開發板板載ST-Link並且虛擬了一個串口，原理圖如下：
這里我將開關撥到AT-MCU模式，使PC的串口與USART1之間連接。
接下來開始配置USART1：
配置I2C接口
查看小熊派E53接口的原理圖：
接下來開始配置I2C接口1：
配置時鍾樹
STM32L4的最高主頻到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：
生成工程設置
代碼生成設置
最后設置生成獨立的初始化文件：
生成代碼
點擊GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：
3. 在MDK中編寫、編譯、下載用戶代碼
重定向printf( )函數
參考：【STM32Cube_09】重定向printf函數到串口輸出的多種方法。
修改I2C初始化代碼的小BUG
4. 編寫SHT30驅動程序
參考SHT30數據手冊.pdf進行編程。
宏定義SHT30器件地址
先來編寫sht30_i2c_drv.h頭文件，SHT30的器件地址由ADDR端口的高低電平決定：
注意數據手冊中給出了8位數據，只有低7位用作地址，結合原理圖，可以定義如下：
復制成功
c
/* ADDR Pin Conect to VSS */ #define SHT30_ADDR_WRITE 0x44<<1 //10001000 #define SHT30_ADDR_READ (0x44<<1)+1 //10001011枚舉SHT30命令列表
參考數據手冊，在sht30_i2c_drv.h頭文件中給出如下枚舉定義：
復制成功
c
typedef enum { /* 軟件復位命令 */ SOFT_RESET_CMD = 0x30A2, /* 單次測量模式 命名格式：Repeatability_CS_CMD CS： Clock stretching */ HIGH_ENABLED_CMD = 0x2C06, MEDIUM_ENABLED_CMD = 0x2C0D, LOW_ENABLED_CMD = 0x2C10, HIGH_DISABLED_CMD = 0x2400, MEDIUM_DISABLED_CMD = 0x240B, LOW_DISABLED_CMD = 0x2416, /* 周期測量模式 命名格式：Repeatability_MPS_CMD MPS：measurement per second */ HIGH_0_5_CMD = 0x2032, MEDIUM_0_5_CMD = 0x2024, LOW_0_5_CMD = 0x202F, HIGH_1_CMD = 0x2130, MEDIUM_1_CMD = 0x2126, LOW_1_CMD = 0x212D, HIGH_2_CMD = 0x2236, MEDIUM_2_CMD = 0x2220, LOW_2_CMD = 0x222B, HIGH_4_CMD = 0x2334, MEDIUM_4_CMD = 0x2322, LOW_4_CMD = 0x2329, HIGH_10_CMD = 0x2737, MEDIUM_10_CMD = 0x2721, LOW_10_CMD = 0x272A, /* 周期測量模式讀取數據命令 */ READOUT_FOR_PERIODIC_MODE = 0xE000, } SHT30_CMD;發送命令函數
復制成功
c
/** * @brief 向SHT30發送一條指令(16bit) * @param cmd —— SHT30指令（在SHT30_MODE中枚舉定義） * @retval 成功返回HAL_OK */ static uint8_t SHT30_Send_Cmd(SHT30_CMD cmd) { uint8_t cmd_buffer[2]; cmd_buffer[0] = cmd >> 8; cmd_buffer[1] = cmd; return HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, SHT30_ADDR_WRITE, (uint8_t*)cmd_buffer, 2, 0xFFFF); }復位函數
復制成功
c
/** * @brief 復位SHT30 * @param none * @retval none */ void SHT30_Reset(void) { SHT30_Send_Cmd(SOFT_RESET_CMD); HAL_Delay(20); }SHT30工作模式初始化函數（周期測量模式）
復制成功
c
/** * @brief 初始化SHT30 * @param none * @retval 成功返回HAL_OK * @note 周期測量模式 */ uint8_t SHT30_Init(void) { return SHT30_Send_Cmd(MEDIUM_2_CMD); }從SHTY30讀取一次數據（周期測量模式下）
從SHT30數據手冊中可以得到在周期測量模式下讀取一次數據的時序，如圖：
根據該時序可以看出，首先要發送讀數據的命令，然后接收6個字節的數據，編寫程序如下：
復制成功
c
/** * @brief 從SHT30讀取一次數據 * @param dat —— 存儲讀取數據的地址（6個字節數組） * @retval 成功 —— 返回HAL_OK */ uint8_t SHT30_Read_Dat(uint8_t* dat) { SHT30_Send_Cmd(READOUT_FOR_PERIODIC_MODE); return HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, SHT30_ADDR_READ, dat, 6, 0xFFFF); }從接收數據中校驗並解析溫度值和濕度值
在數據手冊中可知，SHT30分別在溫度數據和濕度數據之后發送了8-CRC校驗碼，確保了數據可靠性。
關於CRC校驗請參考我的另一篇博客：如何通俗的理解CRC校驗並用C語言實現。
CRC-8校驗程序如下：
復制成功
c
#define CRC8_POLYNOMIAL 0x31 uint8_t CheckCrc8(uint8_t* const message, uint8_t initial_value) { uint8_t remainder; //余數 uint8_t i = 0, j = 0; //循環變量 /* 初始化 */ remainder = initial_value; for(j = 0; j < 2;j++) { remainder ^= message[j]; /* 從最高位開始依次計算 */ for (i = 0; i < 8; i++) { if (remainder & 0x80) { remainder = (remainder << 1)^CRC8_POLYNOMIAL; } else { remainder = (remainder << 1); } } } /* 返回計算的CRC碼 */ return remainder; }計算溫度值和濕度值的公式在數據手冊中已給出，如圖：
接下來編寫解析數據的函數：
復制成功
c
/** * @brief 將SHT30接收的6個字節數據進行CRC校驗，並轉換為溫度值和濕度值 * @param dat —— 存儲接收數據的地址（6個字節數組） * @retval 校驗成功 —— 返回0 * 校驗失敗 —— 返回1，並設置溫度值和濕度值為0 */ uint8_t SHT30_Dat_To_Float(uint8_t* const dat, float* temperature, float* humidity) { uint16_t recv_temperature = 0; uint16_t recv_humidity = 0; /* 校驗溫度數據和濕度數據是否接收正確 */ if(CheckCrc8(dat, 0xFF) != dat[2] || CheckCrc8(&dat[3], 0xFF) != dat[5]) return 1; /* 轉換溫度數據 */ recv_temperature = ((uint16_t)dat[0]<<8)|dat[1]; *temperature = -45 + 175*((float)recv_temperature/65535); /* 轉換濕度數據 */ recv_humidity = ((uint16_t)dat[3]<<8)|dat[4]; *humidity = 100 * ((float)recv_humidity / 65535); return 0; }5. 測試SHT30驅動程序
在main函數中對該驅動進行測試，在main.c中添加如下代碼：
c
#include <stdio.h> #include "sht30_i2c_drv.h" int main(void) { /* USER CODE BEGIN 1 */ uint8_t recv_dat[6] = {0}; float temperature = 0.0; float humidity = 0.0; /* USER CODE END 1 */ HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_I2C1_Init(); MX_USART1_UART_Init(); /* USER CODE BEGIN 2 */ SHT30_Reset(); if(SHT30_Init() == HAL_OK) printf("sht30 init ok.\n"); else printf("sht30 init fail.\n"); /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ HAL_Delay(1000); if(SHT30_Read_Dat(recv_dat) == HAL_OK) { if(SHT30_Dat_To_Float(recv_dat, &temperature, &humidity)==0) { printf("temperature = %f, humidity = %f\n", temperature, humidity); } else { printf("crc check fail.\n"); } } else { printf("read data from sht30 fail.\n"); } } /* USER CODE END 3 */ } 測試結果如圖：
至此，我們已經學會如何使用硬件IIC接口讀取溫濕度傳感器數據並使用軟件CRC校驗（SHT30），下一節將講述如何使用硬件CRC校驗SHT30的數據。