【国民技术N32项目移植】智能温湿度监测系统项目移植: I2C 接口支持SHT20

引子：

自完全放开后，问了一下朋友圈里的人，基本上全部沦陷，新冠的攻击能力太强了。最近，本人公司也居家办公居多。今天有时间把之前写的sht20 driver 拿出来移植到****N32G45XVL-STB开发板上。

主要修改特性如下：

1） 优化读取温湿度流程，采用非阻塞模式读数据，有效提高CPU的利用率

2）定义数据结构，存储sht20参数状态

8.1 硬件特性

sht20 特性

影响编程的参数：

转换时间参数，这个参数非常重要，必须等待转换完成后，在读取温湿度值，否则会一直取不到值。

命令参数：

对应代码实现：

8.2 时序分析

如何读数据：

1） Hold master mode

2) Unhold master mode

8.3 温湿度值转换

温度转换公式：

代码实现：

湿度转换公式：

代码实现：

8.4 核心代码实现

gitee 地址：

N32G45XVL-STB: 基于N32G45XVL-STB 开发板，开发与应用 (gitee.com)

采用非阻塞方式实现读取温湿度值：

typedef struct {
    uint8_t _step;
    uint8_t ret;
    
    uint8_t finish;     //1: finished, 0: idle
    uint8_t dataValid;  //1: valid, 0: invalid
    
    int32_t _tryCnt;
    int32_t value;
    float outVal;
} shtdrv;
​
typedef struct {
    shtdrv st_Temp;
    shtdrv st_RH;
    int32_t errorCode;
}shtOpt;
​
​
static void sht2xdrv_readVal(uint8_t cmd, shtdrv *pShtdrv )
{
    uint8_t checksum;                   //checksum
    uint8_t data[3] = {0, 0, 0};        //data array for checksum v
    uint8_t cmd_fail = 0;
    
    if(  pShtdrv->finish )
         return;
    
    pShtdrv->ret = SHT2x_STATUS_ERR_BAD_DATA;
    switch( pShtdrv->_step )
    {
        default:
        case 0:
            i2c_Start();
            i2c_SendByte( I2C_ADDRESS | I2C_WR );  // Device address 
            if (i2c_WaitAck() != 0)
            {
                cmd_fail = 1;
                break;
            }
            pShtdrv->_step = 1;
            break;
            
        case 1:
            i2c_SendByte( cmd);
            if (i2c_WaitAck() != 0)
            {
                cmd_fail = 1;
                break;
            }
            pShtdrv->_step = 2;
            pShtdrv->_tryCnt = 0;
            break;
            
        case 2:
            i2c_Start();
            i2c_SendByte(I2C_ADDRESS | I2C_RD);
            if (i2c_WaitAck() != 0)
            {
                pShtdrv->_tryCnt ++;
                if( pShtdrv->_tryCnt > 10 )
                {
                    cmd_fail = 1;
                    break;
                }
            }
            pShtdrv->_step = 3;
            pShtdrv->_tryCnt = 0;
            break;
            
        case 3:
            // Notes: convert time must >= 4 ms 
            i2c_Delay( 3 );
            pShtdrv->_tryCnt ++;
            if( pShtdrv->_tryCnt > 4500 )
            {
                pShtdrv->_tryCnt = 0;
                pShtdrv->_step = 4;
            }
            break;
        
        case 4:
            data[0] = i2c_ReadByte();
            i2c_Ack();
            
            data[1] = i2c_ReadByte();
            i2c_Ack();
            
            data[2] = i2c_ReadByte();
            i2c_NAck();
​
            i2c_Stop();
            
            checksum = data[2];
            pShtdrv->ret = sht2xdrv_CheckCrc(data, 2, checksum);
         
            if ( pShtdrv->ret != SHT2x_STATUS_OK)
            {
                pShtdrv->_step = 2;
                break;
            }
            
            pShtdrv->value = ((uint16_t)data[0] << 8) | data[1];
            pShtdrv->_step = 0;
            pShtdrv->finish = 1;
            break;
    }
    
    if( cmd_fail )
    {
        pShtdrv->finish = 1;
        pShtdrv->_tryCnt =0;
        pShtdrv->_step = 0;
        pShtdrv->ret = SHT2x_STATUS_ERR_BAD_DATA;
        i2c_Stop();
    }
}

8.5 KEIL Debug

8.6 逻辑分析仪抓包