基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集及OLED屏显示

2023-12-13 01:08

本文主要是介绍基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集及OLED屏显示,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

  • 一、 I2C协议简介
    • 1、何为I2C协议
    • 2、软件I2C与硬件I2C
    • 3、I2C总线协议
  • 二、AHT20采集温湿度程序
    • 1、AHT20芯片相关信息
    • 2、主要代码分析
    • 3、硬件连接
    • 4、实验结果
  • 三、SPI简介
    • 1、SPI连接方式
    • 2、SPI通讯过程
    • 3、SPI工作模式
  • 四、OLED简介
  • 五、汉字点阵编码原理与显示
  • 六、OLED显示应用
    • 1、显示自己的学号姓名
      • 1.1 汉字点阵取模
      • 1.2 主要代码
      • 1.3 连线说明
      • 1.4 实验结果
    • 2、显示AHT20的温度和湿度
    • 2.1 主要代码
      • 2.2 连线说明
      • 2.3 实验结果
    • 3、上下或左右的滑动显示(使用硬件刷屏模式)
      • 3.1 OLED屏的滚动命令
      • 3.2 话里的字取字模
      • 3.3主要代码
      • 3.4 实验结果
  • 七、总结
  • 八、参考链接

一、 I2C协议简介

1、何为I2C协议

I2C 通讯协议(Inter-Integrated Circuit)是由 Phiilps 公司开发的,由于它引脚少,硬件实现简单,可扩展性强,不需要 USART、CAN 等通讯协议的外部收发设备,现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。

2、软件I2C与硬件I2C

所谓硬件I2C对应芯片上的I2C外设,有相应I2C驱动电路,其所使用的I2C管脚也是专用的;软件I2C一般是用GPIO管脚,用软件控制管脚状态以模拟I2C通信波形。
硬件I2C的效率要远高于软件的,而软件I2C由于不受管脚限制,接口比较灵活。
模拟I2C 是通过GPIO,软件模拟寄存器的工作方式,而硬件(固件)I2C是直接调用内部寄存器进行配置。如果要从具体硬件上来看,可以去看下芯片手册。因为固件I2C的端口是固定的,所以会有所区别。
硬件I2C的使用
只要配置好对应的寄存器,外设就会产生标准串口协议的时序。在初始化好 I2C 外设后,只需要把某寄存器位置 1,此时外设就会控制对应的 SCL 及 SDA 线自动产生 I2C 起始信号,不需要内核直接控制引脚的电平。
软件I2C的使用
需要在控制产生 I2C 的起始信号时,控制作为 SCL 线的 GPIO 引脚输出高电平,然后控制作为 SDA 线的 GPIO 引脚在此期间完成由高电平至低电平的切换,最后再控制SCL 线切换为低电平,这样就输出了一个标准的 I2C 起始信号。

3、I2C总线协议

I2C协议规定,总线上数据的传输必须以一个起始信号作为开始条件,以一个结束信号作为传输的停止条件。起始和结束信号总是由主设备产生。
起始和结束信号产生条件:总线在空闲状态时,SCL和SDA都保持着高电平,当SCL为高电平而SDA由高到低的跳变,表示产生一个起始条件;当SCL为高而SDA由低到高的跳变,表示产生一个停止条件。在起始条件产生后,总线处于忙状态,由本次数据传输的主从设备独占,其他I2C器件无法访问总线;而在停止条件产生后,本次数据传输的主从设备将释放总线,总线再次处于空闲状态。起始和结束如图所示:
在这里插入图片描述
在了解起始条件和停止条件后,我们再来看看在这个过程中数据的传输是如何进行的。前面我们已经提到过,数据传输以字节为单位。主设备在SCL线上产生每个时钟脉冲的过程中将在SDA线上传输一个数据位,当一个字节按数据位从高位到低位的顺序传输完后,紧接着从设备将拉低SDA线,回传给主设备一个应答位, 此时才认为一个字节真正的被传输完成。当然,并不是所有的字节传输都必须有一个应答位,比如:当从设备不能再接收主设备发送的数据时,从设备将回传一个否 定应答位。数据传输的过程如图所示:
在这里插入图片描述
在前面我们还提到过,I2C总线上的每一个设备都对应一个唯一的地址,主从设备之间的数据传输是建立在地址的基础上,也就是说,主设备在传输有效数据之前要先指定从设备的地址,地址指定的过程和上面数据传输的过程一样,只不过大多数从设备的地址是7位的,然后协议规定再给地址添加一个最低位用来表示接下来数据传输的方向,0表示主设备向从设备写数据,1表示主设备向从设备读数据。向指定设备发送数据的格式如图所示:(每一最小包数据由9bit组成,8bit内容+1bit ACK, 如果是地址数据,则8bit包含1bit方向)
在这里插入图片描述

二、AHT20采集温湿度程序

1、AHT20芯片相关信息

传感器读取流程
1.上电后要等待40ms,读取温湿度值之前, 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0xBE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,然后等待10ms。
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,如果读取状态字Bit[7]为0,表示测量完成,然后可以连续读取六个字节;否则继续等待。
4.当接收完六个字节后,紧接着下一个字节是CRC校验数据,用户可以根据需要读出,如果接收端需要CRC校验,则在接收完第六个字节后发ACK应答,否则发NACK结束,CRC初始值为0XFF,CRC8校验多项式为:
CRC[7:0]=1+x4+x5+ x8
具体内容可以参考资料:
链接:https://pan.baidu.com/s/1URwucy3lcGnbfPbRdle0qw
提取码:2001

2、主要代码分析

①AHT20芯片的使用过程:

void  read_AHT20_once(void)
{delay_ms(10);reset_AHT20();//重置AHT20芯片delay_ms(10);init_AHT20();//初始化AHT20芯片delay_ms(10);startMeasure_AHT20();//开始测试AHT20芯片delay_ms(80);read_AHT20();//读取AHT20采集的到的数据delay_ms(5);
}

②AHT20芯片读取数据:

void read_AHT20(void)
{uint8_t   i;for(i=0; i<6; i++){readByte[i]=0;}I2C_Start();//I2C启动I2C_WriteByte(0x71);//I2C写数据ack_status = Receive_ACK();//收到的应答信息readByte[0]= I2C_ReadByte();//I2C读取数据Send_ACK();//发送应答信息readByte[1]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[2]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[3]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[4]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[5]= I2C_ReadByte();SendNot_Ack();//Send_ACK();I2C_Stop();//I2C停止函数//判断读取到的第一个字节是不是0x08,0x08是该芯片读取流程中规定的,如果读取过程没有问题,就对读到的数据进行相应的处理if( (readByte[0] & 0x68) == 0x08 ){H1 = readByte[1];H1 = (H1<<8) | readByte[2];H1 = (H1<<8) | readByte[3];H1 = H1>>4;H1 = (H1*1000)/1024/1024;T1 = readByte[3];T1 = T1 & 0x0000000F;T1 = (T1<<8) | readByte[4];T1 = (T1<<8) | readByte[5];T1 = (T1*2000)/1024/1024 - 500;AHT20_OutData[0] =

这篇关于基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集及OLED屏显示的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/486619

相关文章

Java利用JSONPath操作JSON数据的技术指南

《Java利用JSONPath操作JSON数据的技术指南》JSONPath是一种强大的工具,用于查询和操作JSON数据,类似于SQL的语法,它为处理复杂的JSON数据结构提供了简单且高效... 目录1、简述2、什么是 jsONPath?3、Java 示例3.1 基本查询3.2 过滤查询3.3 递归搜索3.4

MySQL大表数据的分区与分库分表的实现

《MySQL大表数据的分区与分库分表的实现》数据库的分区和分库分表是两种常用的技术方案,本文主要介绍了MySQL大表数据的分区与分库分表的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有... 目录1. mysql大表数据的分区1.1 什么是分区?1.2 分区的类型1.3 分区的优点1.4 分

Mysql删除几亿条数据表中的部分数据的方法实现

《Mysql删除几亿条数据表中的部分数据的方法实现》在MySQL中删除一个大表中的数据时,需要特别注意操作的性能和对系统的影响,本文主要介绍了Mysql删除几亿条数据表中的部分数据的方法实现,具有一定... 目录1、需求2、方案1. 使用 DELETE 语句分批删除2. 使用 INPLACE ALTER T

Python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录

《PythonDash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践记录》Python的PlotlyDash库提供了一种简便且强大的方式来构建和展示互动式数据仪表板,本篇文章将深入探讨如何使用Dash设计一... 目录python Dash框架在数据可视化仪表板中的应用与实践1. 什么是Plotly Dash?1.1

Redis 中的热点键和数据倾斜示例详解

《Redis中的热点键和数据倾斜示例详解》热点键是指在Redis中被频繁访问的特定键,这些键由于其高访问频率,可能导致Redis服务器的性能问题,尤其是在高并发场景下,本文给大家介绍Redis中的热... 目录Redis 中的热点键和数据倾斜热点键(Hot Key)定义特点应对策略示例数据倾斜(Data S

Python实现将MySQL中所有表的数据都导出为CSV文件并压缩

《Python实现将MySQL中所有表的数据都导出为CSV文件并压缩》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Python将MySQL数据库中所有表的数据都导出为CSV文件到一个目录,并压缩为zip文件到... python将mysql数据库中所有表的数据都导出为CSV文件到一个目录,并压缩为zip文件到另一个

SpringBoot整合jasypt实现重要数据加密

《SpringBoot整合jasypt实现重要数据加密》Jasypt是一个专注于简化Java加密操作的开源工具,:本文主要介绍详细介绍了如何使用jasypt实现重要数据加密,感兴趣的小伙伴可... 目录jasypt简介 jasypt的优点SpringBoot使用jasypt创建mapper接口配置文件加密

使用Python高效获取网络数据的操作指南

《使用Python高效获取网络数据的操作指南》网络爬虫是一种自动化程序,用于访问和提取网站上的数据,Python是进行网络爬虫开发的理想语言,拥有丰富的库和工具,使得编写和维护爬虫变得简单高效,本文将... 目录网络爬虫的基本概念常用库介绍安装库Requests和BeautifulSoup爬虫开发发送请求解

Oracle存储过程里操作BLOB的字节数据的办法

《Oracle存储过程里操作BLOB的字节数据的办法》该篇文章介绍了如何在Oracle存储过程中操作BLOB的字节数据,作者研究了如何获取BLOB的字节长度、如何使用DBMS_LOB包进行BLOB操作... 目录一、缘由二、办法2.1 基本操作2.2 DBMS_LOB包2.3 字节级操作与RAW数据类型2.

MySQL使用binlog2sql工具实现在线恢复数据功能

《MySQL使用binlog2sql工具实现在线恢复数据功能》binlog2sql是大众点评开源的一款用于解析MySQLbinlog的工具,根据不同选项,可以得到原始SQL、回滚SQL等,下面我们就来... 目录背景目标步骤准备工作恢复数据结果验证结论背景生产数据库执行 SQL 脚本,一般会经过正规的审批