CC2541硬件IIC读取温度传感器

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一、简介

本篇以SimpleBLEPeripheral为例，介绍如何使用CC2541硬件IIC读取温度传感器TMP102。

二、实验平台

协议栈版本：BLE-CC254x-1.4.0

编译软件：IAR 8.20.2

硬件平台：smart RF开发板

传感器芯片：TMP102

三、CC2541的IIC简介

1、什么是IIC？

答：IIC是Inter-Integrated Circuit（集成电路总线），有时会写成I2C（读作“I方C”，方是平方的意思）。

它是类似于UART、CAN、SPI的总线，两线（SDL、SCL）即可进行通信，常用波特率是400K。

2、IIC与其他总线的区别？

答：

3、硬件IIC和软件IIC有什么区别？

答：

1）硬件IIC

简介：CC2541内部有硬件IIC模块，只要对IIC的寄存器进行配置后，即可由硬件IIC模块实现IIC通信协议。

优势：较少占用mcu。

劣势：有些芯片商做的硬件IIC会有BUG；较难学会使用。

2）软件IIC

简介：普通芯片的任意两个IO口，都能通过模拟IIC的协议来模拟IIC。

优势：无惧硬件IIC的BUG；简单易用；便于移植。

劣势：需要大量延时函数，过多地占用mcu，在CC2541中使用容易断开。

4、ti的协议栈中是否有硬件IIC的驱动代码？

答：有，使用起来很方便。

五、TMP102简介

1、TMP102是什么？

答：

1）定义：TMP102是兼容SMBus和I2C串行总线的温度传感器。

2）两种模式：normal mode (EM bit = 0) or extended mode (EM bit = 1)，分别对应12位精度与13位精度。

3）5个寄存器：Pointer Register（指针寄存器）、Temperature Register（温度寄存器）、Configuration Register（配置寄存器）、T LOW Register（低温阈值寄存器）、T HIGH Register（高温阈值寄存器）。

4）引脚图：

其中ALERT用于温度阈值时报警。

ADD0用于片选。

5）常用连接原理图（本篇使用这种，只是ALERT可不接）

上图的片选脚ADD0接地，因此TMP102的地址如下：

2、TMP102的5个寄存器如何使用？

答：

1）Pointer Register（指针寄存器）

IIC读写控制默认就是指向这个指针寄存器，而这个指针会根据数值不同而指向不同的寄存器。

比如CC2541往TMP102芯片里写0x01时，它会直接对应到配置寄存器Configuration Register，再根据后面的读、写标志位，来判断是对Configuration Register读还是写。

2）Temperature Register（温度寄存器）

12位或13位的温度数据，被保存在上面的两个寄存器里。其中第2字节的低3位无用。

3）Configuration Register（配置寄存器）

配置寄存器也是2个字节，最重要的位就是BYTE1的D7位了。

Byte1的各位数含义：

OS：“0”表示从转换模式进入关断模式；“1”表示从关断模式进行一次温度数据转换。

R1/R0：转换器分辨率位，默认0x11，表示12位分辨率。

F1/F0：温度超出High/Low寄存器限制时而存在。见Table12。

POL：Alert Pin的工作方式，与Byte2的AL搭配。见Figure 13。

TM：“0”表示比较模式；“1”表示中断模式。

SD：关断模式（Shutdown mode），“0”表示维持数据转换（ADC）状态，“1”表示现有数据转换完成，关断转换状态。

Byte2的各位数含义：

CR1/CR0：数据转换（ADC）速率。见Table 5。

AL：与Byte1的POL搭配。见figure13。

EM：“0”表示正常工作模式，数据格式12位；“1”表示扩展工作模式，数据格式13位。

附图：

4、T HIGH Register（高温阈值寄存器）和T LOW Register（低温阈值寄存器）

一共有4个字节，高温阈值两字节、低温阈值两字节。

五、代码修改

1、编写TMP102驱动

1）写一个TMP102.c（存放在“……BLE-CC254x-1.4.0ProjectsbleSimpleBLEPeripheralSourceGUA”路径下）

//******************************************************************************            
//name:         TMP102.c         
//introduce:    TMP102驱动源文件      
//author:       甜甜的大香瓜         
//changetime:   2016.04.12        
//email:        897503845@qq.com        
//******************************************************************************  
#include "TMP102.h"   
#include "GUA_sensor.h"   
#include "hal_i2c.h"   

/*********************宏定义************************/   
//Slave address     
#define TMP102_DEV_ADDR                         0x48    //0 1001000(最高位无用、ADD0接GND)   

//TMP102 register addresses   
#define TMP102_REG_ADDR_TEMPERATURE             0x00   
#define TMP102_REG_ADDR_CONFIG                  0x01   

/* Register length */   
#define IRTEMP_REG_LEN                          2   


/*********************内部函数************************/   
static U8 TMP102_Config(U8 *p_Data, U8 nWrite_Read);   

//******************************************************************************                  
//name:             TMP102_Init      
//introduce:        TMP102初始化   
//parameter:        none     
//return:           TURE:初始化成功，FALSE:初始化不成功              
//author:           甜甜的大香瓜           
//email:            897503845@qq.com         
//changetime:       2016.04.12               
//******************************************************************************   
U8 TMP102_Init(void)   
{   
  U8 nRet = TRUE;      
  U8 bConfig_Data_Read[2] = {0};   
  U8 bConfig_Data_Write[2] = {0x70, 0xA0};     

  //开启iic模块、记录下从机地址、配置频率为533KHz   
  HalI2CInit(TMP102_DEV_ADDR, i2cClock_267KHZ);     

  //读配置寄存器   
  nRet = TMP102_Config(bConfig_Data_Read, TPM102_REGISTER_READ);     
  if(nRet == FALSE)   
  {   
    return(FALSE);   
  }   

  //写配置寄存器，开启温度转换功能   
  nRet = TMP102_Config(bConfig_Data_Write, TPM102_REGISTER_WRITE);   
  if(nRet == FALSE)   
  {   
    return(FALSE);   
  }   

  //读配置寄存器      
  nRet = TMP102_Config(bConfig_Data_Read, TPM102_REGISTER_READ);   
  if(nRet == FALSE)   
  {   
    return(FALSE);   
  }   

  return(TRUE);      
}   

//******************************************************************************                  
//name:             TMP102_Config      
//introduce:        读写TMP102的配置寄存器的值   
//parameter:        pData:数据, nWrite_Read:     
//return:           none              
//author:           甜甜的大香瓜           
//email:            897503845@qq.com         
//changetime:       2016.04.12               
//******************************************************************************   
static U8 TMP102_Config(U8 *pData, U8 nWrite_Read)   
{   
  switch(nWrite_Read)   
  {   
    case TPM102_REGISTER_READ:   
        if(HalSensorReadReg(TMP102_REG_ADDR_CONFIG, pData, IRTEMP_REG_LEN))   
        {   
          return(TRUE);   
        }     
        else   
        {   
          return(FALSE);   
        }         
        break;   

    case TPM102_REGISTER_WRITE:   
        if(HalSensorWriteReg(TMP102_REG_ADDR_CONFIG, pData, IRTEMP_REG_LEN))   
        {   
          return(TRUE);   
        }     
        else   
        {   
          return(FALSE);   
        }         
        break;   

    default:   
        return(FALSE);   
        break;         
  }   
}   

//******************************************************************************                  
//name:             TMP102_Temperature_Read      
//introduce:        读写TMP102的温度值   
//parameter:        pData:读缓冲区     
//return:           TURE:读取成功，FALSE:读取失败               
//author:           甜甜的大香瓜           
//email:            897503845@qq.com         
//changetime:       2016.04.12               
//******************************************************************************   
U8 TMP102_Temperature_Read(U8 *pData)   
{   
  if(HalSensorReadReg(TMP102_REG_ADDR_TEMPERATURE, pData, IRTEMP_REG_LEN))   
  {   
    return(TRUE);   
  }     
  else   
  {   
    return(FALSE);   
  }     

}   

2）写一个头文件TMP102.h（存放在“……BLE-CC254x-1.4.0ProjectsbleSimpleBLEPeripheralSourceGUA”路径下）

2、编写传感器控制的驱动

1）写一个GUA_sensor.c（存放在“……BLE-CC254x-1.4.0ProjectsbleSimpleBLEPeripheralSourceGUA”路径下）

2）写一个GUA_sensor.h（存放在“……BLE-CC254x-1.4.0ProjectsbleSimpleBLEPeripheralSourceGUA”路径下）

3、工程中添加相关文件

1）将“……BLE-CC254x-1.4.0ComponentshaltargetCC2541ST”路径下的“hal_i2c.c、hal_i2c.h”2个文件，复制到“……BLE-CC254x-1.4.0ProjectsbleSimpleBLEPeripheralSourceGUAIIC”路径下。

2）工程中添加“TMP102.c、TMP102.h、GUA_sensor.c、GUA_sensor.h”和“hal_i2c.c、hal_i2c.h”

3）在IAR设置中添加按键驱动源文件路径

[cpp] view plain copy
[/url][url=https://code.csdn.net/snippets/1570427/fork]

• $PROJ_DIR$....SimpleBLEPeripheralSourceGUA  
• $PROJ_DIR$....SimpleBLEPeripheralSourceGUAIIC  
  

4、在应用层中读取温度值

1）添加TMP102头文件（SimpleBLEPeripheral.c中）

//GUA  
#include "TMP102.h"  

//GUA  

2）TMP102初始化（SimpleBLEPeripheral.c的SimpleBLEPeripheral_Init中）
//TMP102初始化  
TMP102_Init();  
TMP102_Temperature_Read(***Temperature_Data);  


3）定义一个存放温度值的数组（SimpleBLEPeripheral.c中）
//GUA   
static U8 ***Temperature_Data[2] = {0};           //温度数据  
//GUA

六、实验结果

1）读取结果

读取到的值为0x0F60

2）换算实际结果

由于低3位没用，12bit的模式低4位都没用。

因此0x0F60（00001111 01100000）右移4位后为0x0F6（00000000 11110110），用计算器换算为10进制数为246。

根据公式计算为：246*0.0625=15.375°