结构图
启动传输时序图
SHT10串行通信IO初始化
其中SDA和SCL分别是数据线和时钟线。分别对应单片机的1.1口和1.0口
#define SCLP1_0//SHT10时钟#define SDAP1_1//SHT10数据线
由时序图可知，一开始SDA和SCL分别高电平和低电平
/*************************************************************************************************** 函数名称：initIO** 功能描述：SHT10串行通信IO初始化** 参 数：无** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void initIO(void){IO_DIR_PORT_PIN(1, 0, IO_OUT);//DIR是方向的意思IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);P1INP |= 0x03;SDA = 1; SCL = 0;}
下面这个代码也是根据时序图来写的。
由此可见，驱动其实就是根据时序图来编写的，不按照时序图编写，单片机不执行这段代码的话，传感器就不能正常工作，不会听从单片机的指令。
/*************************************************************************************************** 函数名称：s_transstart** 功能描述：启动SHT10，开始与SHT10通信** 参 数：无** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void s_transstart(void){IO_DIR_PORT_PIN(1, 0, IO_OUT);IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);SDA = 1; SCL = 0;QWait();QWait();SCL = 1;QWait();QWait();SDA = 0;QWait();QWait(); SCL = 0;QWait();QWait();QWait();QWait();QWait();SCL = 1;QWait();QWait();SDA = 1;QWait();QWait();SCL = 0;QWait();QWait();}
通讯复位时序图
/*************************************************************************************************** 函数名称：s_connectionreset** 功能描述：与SHT10通信复位** 参 数：无** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void s_connectionreset(void){IO_DIR_PORT_PIN(1, 0, IO_OUT);IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);unsigned char i;SDA = 1; SCL= 0;for(i=0;i<9;i++){SCL = 1;QWait();QWait();SCL = 0;QWait();QWait();}s_transstart();}
SHTXX命令集
如何实现温湿度读取呢？
在void th_read(int *t,int *h )函数里：
error+=s_measure(&checksum,5); //读取湿度数据并校验humi = d1*256+d2;error+=s_measure(&checksum,3);//读取温度数据并校验temp = d1*256+d2;
可以看到读温度还是读湿度唯一区别就是s_measure里第二个参数是三还是五。
再看s_measure函数：
里面有一个s_write_byte()函数，结合SHTXX命令集可知道，单片机发送3就是发送温度读取命令，发送5就是发送湿度读取命令。
case 3:er+=s_write_byte(3);break; //发送温度读取命令case 5:er+=s_write_byte(5);break; //发送湿度读取命令
当传感器收到指令，开始工作收集湿度数据信息，这个过程需要时间。
当它准备好了，他会给单片机一个低电平，一旦单片机收到了，就break了。
for(i=0;i<65535;i++){for(j=0;j<65535;j++){if(SDA == 0){break;}}if(SDA == 0){break;}}
然后单片机开始读取数据：
d1 = s_read_byte(ACK); //数据读取d2 = s_read_byte(ACK);d3 = s_read_byte(noACK);
如果说延时完了SDA还没有拉低，错误信息加1，并返回错误信息。 return er;
if(SDA) //SDA没有拉低，错误信息加1{er += 1;}
/*************************************************************************************************** 函数名称：s_measure** 功能描述：发送命令、读取SHT10温度或湿度数据** 参 数：*p_checksum -- 校验和* mode -- 读取数据类型（3为温度，5为湿度）** 返 回 值：er -- 操作结果**************************************************************************************************/char s_measure( unsigned char *p_checksum, unsigned char mode){unsigned er=0;unsigned int i,j;s_transstart();//启动传输switch(mode){case 3:er+=s_write_byte(3);break; //发送温度读取命令case 5:er+=s_write_byte(5);break; //发送湿度读取命令default:break;}IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_IN);//将数据线设置为输入，以准备接收SHT10的ACKfor(i=0;i<65535;i++){for(j=0;j<65535;j++){if(SDA == 0){break;}}if(SDA == 0){break;}}if(SDA) //SDA没有拉低，错误信息加1{er += 1;}d1 = s_read_byte(ACK); //数据读取d2 = s_read_byte(ACK);d3 = s_read_byte(noACK);return er;}
再来看void th_read(int *t,int *h )函数,就清晰很多了
/*************************************************************************************************** 函数名称：th_read** 功能描述：调用相应函数，读取温度和数据数据并校验和计算** 参 数：*t -- 温度值* *h -- 湿度值** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void th_read(int *t,int *h ){unsigned char error,checksum;float humi,temp;int tmp;initIO();s_connectionreset(); //启动传输error=0;error+=s_measure(&checksum,5); //读取湿度数据并校验humi = d1*256+d2;error+=s_measure(&checksum,3);//读取温度数据并校验temp = d1*256+d2;if(error!=0) s_connectionreset(); //读取失败，通信复位else //读取成功，计算数据{temp = temp*0.01 - 44.0 ;humi = (temp - 25) * (0.01 + 0.00008 * humi) -0.0000028 * humi * humi + 0.0405 * humi-4;//通过温度计算相对湿度 if(humi>100){humi = 100;}if(humi<0.1){humi = 0.1;}}tmp=(int)(temp*10)%10;if(tmp>4){temp=temp+1; }else{temp=temp;}*t=(int)temp;tmp=(int)(humi*10)%10;if(humi>4){humi=humi+1; }else{humi=humi;}*h=(int)humi;}
下面这一段是四舍五入的意思。
tmp=(int)(temp*10)%10;if(tmp>4){temp=temp+1; }else{temp=temp;}*t=(int)temp;tmp=(int)(humi*10)%10;if(humi>4){humi=humi+1; }else{humi=humi;}*h=(int)humi;
代码：
/************************************************************************************************************************************************************ SHT10 是一款高度集成的温湿度传感器芯片， 提供全标定的数字输出。它采用专利的CMOSens技术，确保产品具有极高的可靠性与卓*越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14 位的A/D 转*换器以及串行接口电路实现无缝连接。** SHT10引脚特性如下：* 1. VDD，GND SHT10 的供电电压为2.4~5.5V。传感器上电后，要等待11ms 以越过“休眠”状态。在此期间无需发送任何指令。*电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波。* 2. SCK 用于微处理器与SHT10 之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频率。* 3. DATA 三态门用于数据的读取。DATA 在SCK 时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK 时钟上升沿有效。数据传输期间，*在SCK 时钟高电平时，DATA必须保持稳定。为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA 在低电平。需要一个外部的上拉电阻*（例如：10kΩ）将信号提拉至高电平。上拉电阻通常已包含在微处理器的I/O 电路中。** 向SHT10发送命令： *用一组“ 启动传输”时序，来表示数据传输的初始化。它包括：当SCK 时钟高电平时DATA 翻转为低电平，紧接着SCK变为低电平，* 随后是在SCK 时钟高电平时DATA 翻转为高电平。后续命令包含三个地址位（目前只支持“000”），和五个命令位。SHT10会以下* 述方式表示已正确地接收到指令：在第8 个SCK 时钟的下降沿之后，将DATA 拉为低电平（ACK 位）。在第9 个SCK 时钟的下降沿* 之后，释放DATA（恢复高电平）。** 测量时序(RH 和 T)：*发布一组测量命令（‘00000101’表示相对湿度RH，‘00000011’表示温度T）后，控制器要等待测量结束。这个过程需要大约* 11/55/210ms，分别对应8/12/14bit 测量。确切的时间随内部晶振速度，最多有±15%变化。SHTxx 通过下拉DATA 至低电平并* 进入空闲模式，表示测量的结束。控制器在再次触发SCK 时钟前，必须等待这个“数据备妥”信号来读出数据。检测数据可以* 先被存储，这样控制器可以继续执行其它任务在需要时再读出数据。*接着传输2 个字节的测量数据和1 个字节的CRC 奇偶校验。uC 需要通过下拉DATA 为低电平，以确认每个字节。所有的数据从* MSB 开始，右值有效（例如：对于12bit 数据，从第5 个SCK 时钟起算作MSB； 而对于 8bit 数据， 首字节则无意义）。用 * CRC 数据的确认位，表明通讯结束。如果不使用CRC-8 校验，控制器可以在测量值LSB 后，通过保持确认位ack 高电平， 来中* 止通讯。在测量和通讯结束后，SHTxx 自动转入休眠模式。** 通讯复位时序：*如果与 SHTxx 通讯中断，下列信号时序可以复位串口：当DATA 保持高电平时，触发SCK 时钟9 次或更多。在下一次指令前，发送* 一个“传输启动”时序。这些时序只复位串口，状态寄存器内容仍然保留。* * 更多SHT10信息，请参考相应文档。 * * 光照强度采集：*光照采集主要是通过用CC2530内部的ADC来得到OURS-CC2530开发板上的光照传感器输出电压。传感器输出电压(连接到CC2530的AIN0)** 本实验将使用CC2530读取温湿度传感器SHT10的温度和湿度数据，并通过ADC得到光照传感器的数据。最后将采样到的数据转换然后在LCD上显示。** 在\include\hal.h文件中包含了和ADC相关的一些宏，用户使用这些宏* 可以简化对ADC的操作，提高代码的可读性，本实验中就使用了其中的一些宏。** 注 意：本实验所需硬件资源：* OURS-CC2530RF板* 带LCD的智能主板* 温湿度+光照传感器板* ***********************************************************************************************************************************************************/#include "hal.h"#include "LCD.h"#include "stdio.h"#define noACK 0#define ACK 1#define STATUS_REG_W 0x06#define STATUS_REG_R 0x07#define MEASURE_TEMP 0x03#define MEASURE_HUMI 0x05#define RESET 0x1e#define SCLP1_0//SHT10时钟#define SDAP1_1//SHT10数据线unsigned char d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7;void Wait(unsigned int ms);void QWait(void) ;char s_write_byte(unsigned char value);char s_read_byte(unsigned char ack);void s_transstart(void);void s_connectionreset(void);char s_measure( unsigned char *p_checksum, unsigned char mode);void initIO(void);/*************************************************************************************************** 函数名称：Wait** 功能描述：延时函数（不精确延时）** 参 数：ms -- 延时时间** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void Wait(unsigned int ms){unsigned char g,k;while(ms){for(g=0;g<=167;g++){for(k=0;k<=48;k++);}ms--; }} /*************************************************************************************************** 函数名称：QWait** 功能描述：延时函数（大约1us的延时）** 参 数：无** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void QWait(){asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");asm("NOP");}/*************************************************************************************************** 函数名称：initIO** 功能描述：SHT10串行通信IO初始化** 参 数：无** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void initIO(void){IO_DIR_PORT_PIN(1, 0, IO_OUT);IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);P1INP |= 0x03;SDA = 1; SCL = 0;}/*************************************************************************************************** 函数名称：s_write_byte** 功能描述：从SHT10写一个字节** 参 数：value -- 需写入的字节值** 返 回 值：error -- 操作是否成功**************************************************************************************************/char s_write_byte(unsigned char value){unsigned char i,error=0; IO_DIR_PORT_PIN(1, 0, IO_OUT);//时钟和数据IO设置为输出IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);for (i=0x80;i>0;i/=2)//将一个字节的8位逐一输出 {if (i & value)SDA=1;elseSDA=0; SCL = 1; QWait();QWait();QWait();QWait();QWait();SCL = 0;asm("NOP"); asm("NOP");}SDA = 1; IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_IN);//将数据线设置为输入，以准备接收SHT10的ACKSCL = 1; asm("NOP");error = SDA; QWait();QWait();QWait();IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);//将数据线恢复为输出状态SDA = 1; SCL = 0; return error;}/*************************************************************************************************** 函数名称：s_read_byte** 功能描述：从SHT10读取一个字节** 参 数：ack -- 读取数据后，向SHT10发送ACK** 返 回 值：val -- 读取的字节值**************************************************************************************************/char s_read_byte(unsigned char ack){IO_DIR_PORT_PIN(1, 0, IO_OUT);//时钟和数据IO设置为输出IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);unsigned char i,val=0;SDA= 1;IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_IN);//将数据线设置为输入，以准备接收SHT10的数据for (i=0x80;i>0;i/=2) {SCL = 1;if (SDA)val = (val | i);elseval = (val | 0x00);SCL = 0;QWait();QWait();QWait();QWait();QWait();}IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);//将数据线恢复为输出状态SDA = !ack;SCL = 1;QWait();QWait();QWait();QWait();QWait();SCL = 0;SDA = 1;return val; //返回读取的值}/*************************************************************************************************** 函数名称：s_transstart** 功能描述：启动SHT10，开始与SHT10通信** 参 数：无** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void s_transstart(void){IO_DIR_PORT_PIN(1, 0, IO_OUT);IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);SDA = 1; SCL = 0;QWait();QWait();SCL = 1;QWait();QWait();SDA = 0;QWait();QWait(); SCL = 0;QWait();QWait();QWait();QWait();QWait();SCL = 1;QWait();QWait();SDA = 1;QWait();QWait();SCL = 0;QWait();QWait();}/*************************************************************************************************** 函数名称：s_connectionreset** 功能描述：与SHT10通信复位** 参 数：无** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void s_connectionreset(void){IO_DIR_PORT_PIN(1, 0, IO_OUT);IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_OUT);unsigned char i;SDA = 1; SCL= 0;for(i=0;i<9;i++){SCL = 1;QWait();QWait();SCL = 0;QWait();QWait();}s_transstart();}/*************************************************************************************************** 函数名称：s_measure** 功能描述：发送命令、读取SHT10温度或湿度数据** 参 数：*p_checksum -- 校验和* mode -- 读取数据类型（3为温度，5为湿度）** 返 回 值：er -- 操作结果**************************************************************************************************/char s_measure( unsigned char *p_checksum, unsigned char mode){unsigned er=0;unsigned int i,j;s_transstart();//启动传输switch(mode){case 3:er+=s_write_byte(3);break; //发送温度读取命令case 5:er+=s_write_byte(5);break; //发送湿度读取命令default:break;}IO_DIR_PORT_PIN(1, 1, IO_IN);//将数据线设置为输入，以准备接收SHT10的ACKfor(i=0;i<65535;i++){for(j=0;j<65535;j++){if(SDA == 0){break;}}if(SDA == 0){break;}}if(SDA) //SDA没有拉低，错误信息加1{er += 1;}d1 = s_read_byte(ACK); //数据读取d2 = s_read_byte(ACK);d3 = s_read_byte(noACK);return er;}/*************************************************************************************************** 函数名称：th_read** 功能描述：调用相应函数，读取温度和数据数据并校验和计算** 参 数：*t -- 温度值* *h -- 湿度值** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void th_read(int *t,int *h ){unsigned char error,checksum;float humi,temp;int tmp;initIO();s_connectionreset(); //启动传输error=0;error+=s_measure(&checksum,5); //读取湿度数据并校验humi = d1*256+d2;error+=s_measure(&checksum,3);//读取温度数据并校验temp = d1*256+d2;if(error!=0) s_connectionreset(); //读取失败，通信复位else //读取成功，计算数据{temp = temp*0.01 - 44.0 ;humi = (temp - 25) * (0.01 + 0.00008 * humi) -0.0000028 * humi * humi + 0.0405 * humi-4;//通过温度计算相对湿度 if(humi>100){humi = 100;}if(humi<0.1){humi = 0.1;}}tmp=(int)(temp*10)%10;if(tmp>4){temp=temp+1; }else{temp=temp;}*t=(int)temp;tmp=(int)(humi*10)%10;if(humi>4){humi=humi+1; }else{humi=humi;}*h=(int)humi;}/*************************************************************************************************** 函数名称：main** 功能描述：读取温度、湿度和光照强度数据，并同过LCD显示** 参 数：无** 返 回 值：无**************************************************************************************************/void main(){int tempera;int humidity;char s[16];UINT8 adc0_value[2];float num = 0;SET_MAIN_CLOCK_SOURCE(CRYSTAL);// 设置系统时钟源为32MHz晶体振荡器GUI_Init();// GUI初始化GUI_SetColor(1,0); // 显示色为亮点，背景色为暗点GUI_PutString5_7(25,6,"OURS-CC2530");//显示 OURS-CC2530GUI_PutString5_7(10,22,"Temp:"); GUI_PutString5_7(10,35,"Humi:");GUI_PutString5_7(10,48,"Light:");LCM_Refresh();while(1){th_read(&tempera,&humidity); //读取温度和湿度sprintf(s, (char*)"%d%d C", ((INT16)((int)tempera / 10)), ((INT16)((int)tempera % 10))); //将温度结果转换为字符串GUI_PutString5_7(48,22,(char *)s); //显示结果LCM_Refresh();sprintf(s, (char*)"%d%d %%", ((INT16)((int)humidity / 10)), ((INT16)((int)humidity % 10)));//将湿度结果转换为字符串GUI_PutString5_7(48,35,(char *)s); //显示结果LCM_Refresh();/* AIN0通道采样 */ADC_ENABLE_CHANNEL(ADC_AIN0);// 使能AIN0为ADC输入通道/* 配置ADCCON3寄存器以便在ADCCON1.STSEL = 11(复位默认值)且ADCCON1.ST = 1时进行单一转换 *//* 参考电压：AVDD_SOC引脚上的电压 *//* 抽取率：512 *//* ADC输入通道：AIN0 */ADC_SINGLE_CONVERSION(ADC_REF_AVDD | ADC_14_BIT | ADC_AIN0);ADC_SAMPLE_SINGLE();// 启动一个单一转换while(!ADC_SAMPLE_READY()); // 等待转换完成ADC_ENABLE_CHANNEL(ADC_AIN0);// 禁止AIN0adc0_value[0] = ADCL; // 读取ADC值adc0_value[1] = ADCH; // 读取ADC值adc0_value[0] = adc0_value[0]>>2;num = (adc0_value[1]*256+adc0_value[0])*3.3/8192; //有一位符号位,取2^13;num /= 4;num=num*913;//转换为Lxsprintf(s, (char*)"%d%d%d%d lx", ((INT16)((int)num/1000)), ((INT16)((int)num%1000/100)),((INT16)((int)num%100/10)),((INT16)((int)num%10))); //将光照结果转换为字符串GUI_PutString5_7(48,48,(char *)s);//显示结果LCM_Refresh();}}
