1 AHT10介绍

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I2C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。

AHT10读取流程如下：

1.上电后要等待40ms,读取温湿度值之箭，首先要看状态字的校准使能位Bit[3]是否为1(通过发送0x71可以获取一个字节的状态字)，如果不为1，要发送0XEi命令(初始化），此命令参数有两个字节，第一个字节为0x08，第二个字节为0x00。

2.直接发送0xAC命令(触发测量），此命令参数有两个字节，第一个字节为0x33，第二个字节为0x00。

3.等待80ms待测量完成，忙状态Bit[7]为0，然后可以读取六个字节（发0X71即可以读取）。

Figure 1‑1 主机读取 AHT10流程

温度湿度读取时序如下：

Figure 1‑2 AHT10读取时序

注：传感器在采集时需要时间，主机发出测量指令(0xAC)后，延时80毫秒以上再读取转换后的数据并判断返回的状态位是否正常。若状态比特位[Bit7]为0代表数据可正常读取，为1时传感器为忙状态，主机需要等待数据处理完成。

AHT10在睡眠模式下，传感器一直等待主机发送测量命令。CPU此时只执行温湿度测量指令，其余指令无法唤醒传感器进行数据采集。

主机发送采集命令后即可唤醒AHT10进行数据采集，启动采集只需要发送7位从机地址，第八位写0即可。

采集数据时，传感器内部的数字信号处理器会对采集到的温湿度数据进行计算，并且内部算法对数据进行校正运算：采集结束后，传感器的输出寄存器会将数据进行更新，

测量周期由湿度和温度转换后的数字信号处理器(DSP)校正计算。在测量周期结束时，数字电源关闭之前输出寄存器将被更新。测量数据以14位的输出，数据位以右对齐。

AHT10输出的温湿度数据为6个字节，真实的相对湿度(%)和温度（℃）数据通过以下公式进行计算。

相对湿度：

温度转换：

2 实验详解

2.1 实验目的

1) 通过实验掌握CanMV K230芯片GPIO 的配置方法

2) 掌握温湿度传感器AHT10的原理与使用

2.2 实验相关电路图

AHT10模块相关电路如下图所示：

Figure 2‑1 AHT10模块相关电路图

AHT10接到CanMV K230的I2C2。

Figure 2‑2 CanMV K230的I2C2

2.3 AHT10数据读取

2.3.1 I2C 模块API

1、构造函数

i2c = I2C(id, freq=100000)

【参数】

• id： I2C ID, [04] (I2C.I2C0I2C.I2C4)
• freq: I2C时钟频率

2、scan

i2c.scan()

扫描I2C总线上的从机

【参数】

无

【返回值】

list 对象， 包含了所有扫描到的从机地址

3、 readfrom

i2c.readfrom(addr, len, True)

从总线读取数据

【参数】

• addr: 从机地址
• len： 数据长度
• stop： 是否产生停止信号，保留，目前只能使用默认值Ture

【返回值】

读取到的数据，bytes 类型

4、readfrom_into

i2c.readfrom_into(addr, buf, True)

读取数据并放到制定变量中

【参数】

• addr: 从机地址
• buf： bytearray类型， 定义了长度，读取到的数据存放在此
• stop： 是否产生停止信号，保留，目前只能使用默认值Ture

【返回值】

无

5、writeto

i2c.writeto(addr, buf, True)

发送数据到从机

【参数】

• addr: 从机地址
• buf： 需要发送的数据
• stop： 是否产生停止信号，保留，目前只能使用默认值Ture

【返回值】

成功发送的字节数

6、readfrom_mem

i2c.readfrom_mem(addr, memaddr, nbytes, mem_size=8)

读取从机寄存器

【参数】

• addr: 从机地址
• memaddr： 从机寄存器地址
• nbytes： 需要读取的长度
• mem_size： 寄存器宽度， 默认为8位

【返回值】

返回bytes类型的读取到的数据

7、readfrom_mem_into

i2c.readfrom_mem_into(addr, memaddr, buf, mem_size=8)

读取从机寄存器值到指定变量中

【参数】

• addr: 从机地址
• memaddr： 从机寄存器地址
• buf： bytearray类型， 定义了长度，读取到的数据存放在此
• mem_size： 寄存器宽度， 默认为8位

【返回值】

无

7、writeto_mem

i2c.writeto_mem(addr, memaddr, buf, mem_size=8)

写数据到从机寄存器

【参数】

• addr: 从机地址
• memaddr： 从机寄存器地址
• buf： 需要写的数据
• mem_size： 寄存器宽度， 默认为8位

【返回值】

无

9、 deinit

i2c.deinit()

释放i2c资源

【参数】

无

【返回值】

无

2.3.2 12C读取AHT10

代码如下：

from machine import Pin
from machine import FPIOA, I2C
import time

HARD_I2C = True

# AHT10 设备地址和命令
AHT10_ADDR = 0x38

AHT10_TRIG_MEAS = 0xAC

class AHT10:
    def __init__(self, hard_flag=True, i2c_bus=2, sda_pin=12, scl_pin=11, freq=400000):
        # 初始化 I2C 总线
        if hard_flag:
            fpioa = FPIOA()
            fpioa.set_function(scl_pin, FPIOA.IIC2_SCL)
            fpioa.set_function(sda_pin, FPIOA.IIC2_SDA)
            self.i2c=I2C(i2c_bus, freq = freq)
            print(self.i2c.scan())
        else:
            self.i2c = I2C(i2c_bus, scl=scl_pin, sda=sda_pin, freq=freq)
            print(self.i2c.scan())

    def aht10_get_data(self):
        self.i2c.writeto(AHT10_ADDR, bytearray([AHT10_TRIG_MEAS])) # AHT10_TRIG_MEAS

        # 等待测量完成 (状态位bit7=0)
        timeout = 100
        while timeout > 0:
            status = self.i2c.readfrom(AHT10_ADDR, True)[0]
            if not (status & 0x80):  # 检查忙标志
                break
            time.sleep_ms(10)
            timeout -= 1

        if timeout <= 0:
            raise OSError("AHT10 测量超时")

        # 读取6字节数据
        data = self.i2c.readfrom(AHT10_ADDR, 6)

        # 解析湿度和温度原始值
        hum_raw = ((data[1] << 16) | (data[2] << 8) | data[3]) >> 4
        temp_raw = ((data[3] & 0x0F) << 16) | (data[4] << 8) | data[5]

        # 转换为实际值
        humidity = (hum_raw / (2**20)) * 100
        temperature = (temp_raw / (2**20)) * 200 - 50
        return temperature, humidity

    def run(self):
        while True:
            # temp, hum = sensor.read()
            temp, hum = self.aht10_get_data()
            print(f"温度: {temp:.1f}°C, 湿度: {hum:.1f}%")
            time.sleep(2)  # AHT10最小测量间隔0.5秒

if __name__ == '__main__':
    ah = AHT10(True, 2, 12, 11,  400 * 1000)
    ah.run()

2.3.3 实验现象

将aht10接到I2C2。

终端打印信息如下：

抓取I2C的波形。

符合预期。