GY39测量温湿度和光照强度用C51单片机实现

一、GY-39的介绍

我的博客：https://hahaxiong0204.github.io
GY-39 是一款低成本，气压，温湿度，光强度传感器模块。工作电压 3-5v，功耗小，安装方便。其工作原理是， MCU 收集各种传感器数据，统一处理，直接输出计算后的结果。

在此模块中，有两种方式读取数据，即串口 UART（ TTL 电平）或者 IIC（ 2 线）。这里就是利用C51的串口采集GY-39的数据。

通信协议
串口通信参数可以有以下两种选择：
1、波特率： 9600 bps 校验位： N 数据位： 8 停止位： 1
2、波特率： 115200 bps 校验位： N 数据位： 8 停止位： 1
我们将使用方式一，用9600的波特率 （如果是stm32可以使用方式二）

GY39的命令数据帧格式

GY39模块是以命令的方式发送数据的，简单来说就是当你发送一个指令，GY39就回复对应的数据给你，如：你发送取光照强度的指令，Gy39就回给你光照的数据。

GY-39模块的所有串口指令格式为：
帧头： 0xa5（固定的）
所以指令格式：帧头+指令+校验和(8bit)

发送命令： 0xA5+0x81+0x26，表示连续输出光照强度，掉电后保存该设置，重新上电后将自动连续输出光照强度；
发送命令： 0xA5+0x82+0x27，表示连续输出温度、气压、湿度、海拔，掉电后保存该设置，重新上电后将自动连续输出；

接收的数据帧格式

模块输出格式，每帧包含 8-13 个字节（十六进制）

不是8位就是13位

①.Byte0: 0x5A 帧头标志
②.Byte1: 0x5A 帧头标志
③.Byte2: 0x15 本帧数据类型（参考含义说明）
④.Byte3: 0x04 数据量
⑤.Byte4: 0x00~0xFF 数据前高 8 位
⑤.Byte5: 0x00~0xFF 数据前低 8 位
⑥.Byte6: 0x00~0xFF 数据后高 8 位
⑦.Byte7: 0x00~0xFF 数据后低 8 位
⑧.Byte8: 0x00~0xFF 校验和（前面数据累加和，仅留低 8 位）

其中不管是8为数据还是13位数据：

• 前面两位都是0xA5
• 第三位是数据类型
• 第四位是该数据帧的数据位的长度
• 最后一位是校验和（可以不用管）

其中第三位和第四位最为重要
第三位

当第三位的数据位为 “0X15” 表示这个数据帧为带有光照数据的数据帧
当第三位的数据位为 “0X45” 表示这个数据帧为温度、气压、湿度、海拔数据的数据帧

第四位数据
表示该数据帧的数据位的大小
如：0x04 表示后面4个位都是数据位

光照值的计算

光照强度计算方法（当 Byte2=0x15 时,数据:Byte4~Byte7） ：
Lux=(前高 8 位<<24) | (前低 8 位<<16) | (后高 8 位<<8) | 后低 8 位 单位 lux

例：一帧数据
<5A- 5A- 15 -04- 00 -00- FE- 40- 0B >
Lux=(0x00<<24)|(0x00<<16)|(0xFE<<8)|0x40
Lux=Lux/100 =650.88 (lux)

温度、气压、湿度、海拔数据的计算

温度、气压、湿度、海拔，计算方法（当 Byte2=0x45 时）：

温度： Byte4~Byte5
T=(高 8 位<<8)|低 8 位
T=T/100 单位℃
气压： Byte6~Byte9
P=(前高 8 位<<24) | (前低 8 位<<16) | (后高 8 位<<8) | 后低 8 位
P=P/100 单位 pa
湿度： Byte10~Byte11
Hum=(高 8 位<<8)|低 8 位
Hum=Hum/100 百分制
海拔： Byte12~Byte134
H=(高 8 位<<8)|低 8 位 单位 m

例：一帧数据
< 5A -5A -45 -0A -0B -2D -00 -97 -C4 -3F -12- 77 -00- 9C- FA >
T=(0x0B<<8)|0x2D=2861
温度 T=2861/100=28.61 (℃ )
P=(0x00<<24)|(0x97<<16)|(C4<<8)|3F=9946175
气压 P=9946175/100=99461.75 (pa)
Hum=(0x12<<8)| 77=4727
湿度 Hum=4727/100=47.27 (%)
海拔 H=(0x00<<8)|0x9c=156 (m)

二、利用C51计算光照、温度、湿度值

接线：
TXD -> DR
RXD -> CT
如图：

因为GY-39是要单片机不断发送命令，才会读取数据发送给我们的51单片机所以我们以采取轮询的方式，不断给单片机发送我们的命令数据帧，这样我们就可以实现一直获取数据。

我们的主函数

while(1){//=====================处理光照强度======================send_buff(buff1,2);delay_ms(10);if(Receive_ok==2){Lux = (raw_data[4]<<24)|(raw_data[5]<<16)|(raw_data[6]<<8)|raw_data[7];LCD_ShowString(2,1,"Lux:");LCD_ShowNum(2,5,Lux/100,3);LCD_ShowString(2,8,".");LCD_ShowNum(2,9,Lux%100,2);Receive_ok = 0;}delay_ms(500);//================处理温度、湿度=========================send_buff(buff1,3);    delay_ms(10);if(Receive_ok==1){HUM = (raw_data[10]<<8)|raw_data[11];LCD_ShowString(1,1,"HU:");LCD_ShowNum(1,4,HUM/100,2);LCD_ShowString(1,6,".");LCD_ShowNum(1,7,HUM%100,2);TE =(raw_data[4]<<8)|raw_data[5];LCD_ShowString(1,9,"TE:");LCD_ShowNum(1,12,TE/100,2);LCD_ShowString(1,14,".");LCD_ShowNum(1,15,TE%100,2);Receive_ok = 0;}delay_ms(500);		// 给个延时}	

C51发送命令数据给GY-39

void send_buff(u8 *tem_buff,u8 buff_size)
{u8 i;for(i=0;i<buff_size;i++){SBUF = tem_buff[i];while(TI==0){};TI = 0;}
}

串口中断函数

void USART_IRQHandler(void)interrupt 4
{static uint8_t i=0,rebuf[15]={0};uint8_t sum=0;if(RI)//接收完成标志{rebuf[i++]=SBUF;RI=0;//清中断接收标志if (rebuf[0]!=0x5a)//帧头不对i=0;	if ((i==2)&&(rebuf[1]!=0x5a))//帧头不对i=0;if(i>3)//i等于4时，已经接收到数据量字节rebuf[3]{if(i!=(rebuf[3]+5))//判断是否接收一帧数据完毕return;	switch(rebuf[2])//接收完毕后处理{case 0x45:if(!Receive_ok)//当数据处理完成后才接收新的数据{memcpy(raw_data,rebuf,15);//拷贝接收到的数据Receive_ok=1;//接收完成标志}break;case 0x15:if(!Receive_ok)//当数据处理完成后才接收新的数据{memcpy(raw_data,rebuf,9);//拷贝接收到的数据Receive_ok=2;//接收完成标志}break;//原始数据接收，可模仿0x45的方式case 0x35:break;}i=0;//缓存清0}}
}

三、实验结果

四、最后

代码点这里下载链接