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【CW32模塊使用】BMP180氣壓傳感器

2024/11/27
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一模塊來(lái)源

資料下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/1miTIphm

二 規(guī)格參數(shù)

工作電壓：1.8~3.6V

工作電流：0.1~1000uA

溫度精度：±1℃

溫度范圍：0~65℃

氣壓范圍：300~1100 hPa

氣壓精度：1 hPa

輸出方式: IIC

管腳數(shù)量：3 Pin

以上信息見(jiàn)廠家資料文件

三移植過(guò)程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【能夠測(cè)量環(huán)境溫度、氣壓、高度】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

BMP180共有四種工作模式，每種模式有不同的采樣數(shù)量、轉(zhuǎn)換速度和噪聲等參數(shù)的不同?？梢酝ㄟ^(guò)寫入ctrl_meas寄存器來(lái)設(shè)置模式，默認(rèn)為第一個(gè)ultra low power超低功耗。

BMP180的氣壓和溫度數(shù)值并不是可以直接讀取的，每個(gè)不同的傳感器中，都有自己獨(dú)特的校準(zhǔn)數(shù)值，存儲(chǔ)在內(nèi)置的E2PROM存儲(chǔ)器中。當(dāng)微處理器讀取傳感器的原始溫度和氣壓數(shù)值后，再根據(jù)E2PROM中的校準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，才能得到真正的溫度、氣壓數(shù)據(jù)。每個(gè)校準(zhǔn)數(shù)值的存儲(chǔ)位置如下，微處理器通過(guò)這些地址讀取校準(zhǔn)數(shù)值。

和所有的IIC總線器件一樣，BMP180也有一個(gè)器件的固定地址，根據(jù)其數(shù)據(jù)手冊(cè)，出廠時(shí)默認(rèn)BMP180的從機(jī)地址為0xEE（寫入方向），或0xEF（讀出方向）。

以下為讀取溫度與氣壓的步驟：

把16位的校準(zhǔn)數(shù)值讀取到單片機(jī)中，可以看到一共有11個(gè)數(shù)值。需要注意的是高位存儲(chǔ)在MSB地址，低位存儲(chǔ)在LSB地址。例如數(shù)值A(chǔ)C1，高八位存儲(chǔ)在0xAA地址，低八位存儲(chǔ)在0xAB地址。

溫度初始值讀取步驟：

往寄存器0xf4寫入0x2e，等待4、5ms；

讀0xf6（高八位）和0xf7（低八位）兩個(gè)寄存器；

進(jìn)行換算: UT=MSB <<8 +LSB。

氣壓初始值讀取步驟：

往寄存器0xf4寫入0x34（如果不是默認(rèn)的工作模式，需要加上oss左移六位的結(jié)果，oss為設(shè)置工作模式的寄存器0xf4的bit7、bit6位），等待4、5ms；

讀0xf6（16-23位）、0xf7（8-15位）和0xf8（0-7位）三個(gè)寄存器；

進(jìn)行換算: UP=MSB <<16 + LSB<<8 + XLSB >> (8-oss(這個(gè)同溫度初始值讀取一樣))。

根據(jù)第一步讀出來(lái)的校準(zhǔn)系數(shù)和第二步讀出來(lái)的UT、UP進(jìn)行換算，最后得出來(lái)的T（溫度，每個(gè)數(shù)值代表0.1攝氏度），p（氣壓，每個(gè)數(shù)值代表1帕）。

3.2引腳選擇

模塊接線圖

3.3移植至工程

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_bmp180.c與bsp_bmp180.h。這里不再過(guò)多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_bmp180.c中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */
#include "bsp_bmp180.h"#include "stdio.h"#include "math.h"
typedef struct _BMP180_STRUCT{    short AC1;    short AC2;    short AC3;    uint16_t AC4;    uint16_t AC5;    uint16_t AC6;    short B1;    short B2;    short MB;    short MC;    short MD;}_BMP180_PARAM_;
_BMP180_PARAM_ param={0};
long B5 = 0;

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：BMP180_GPIO_Init * 函 數(shù) 說(shuō) 明：BMP180的引腳初始化 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/void BMP180_GPIO_Init(void){    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體
    RCC_BMP180_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA|GPIO_SCL;   // GPIO引腳    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 開漏輸出    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;    // 輸出速度高    GPIO_Init(PORT_BMP180, &GPIO_InitStruct);   // 初始化}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Start * 函 數(shù) 說(shuō) 明：IIC起始時(shí)序 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/void IIC_Start(void){        SDA_OUT();
        SDA(1);        delay_us(5);        SCL(1);        delay_us(5);
        SDA(0);        delay_us(5);        SCL(0);        delay_us(5);
}/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Stop * 函 數(shù) 說(shuō) 明：IIC停止信號(hào) * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/void IIC_Stop(void){        SDA_OUT();        SCL(0);        SDA(0);
        SCL(1);        delay_us(5);        SDA(1);        delay_us(5);
}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Send_Ack * 函 數(shù) 說(shuō) 明：主機(jī)發(fā)送應(yīng)答或者非應(yīng)答信號(hào) * 函 數(shù) 形 參：0發(fā)送應(yīng)答  1發(fā)送非應(yīng)答 * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/void IIC_Send_Ack(unsigned char ack){        SDA_OUT();        SCL(0);        SDA(0);        delay_us(5);        if(!ack) SDA(0);        else         SDA(1);        SCL(1);        delay_us(5);        SCL(0);        SDA(1);}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：I2C_WaitAck * 函 數(shù) 說(shuō) 明：等待從機(jī)應(yīng)答 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：0有應(yīng)答  1超時(shí)無(wú)應(yīng)答 * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/unsigned char I2C_WaitAck(void){
        char ack = 0;        unsigned char ack_flag = 10;        SCL(0);        SDA(1);        SDA_IN();        delay_us(5);        SCL(1);    delay_us(5);
        while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )        {                        ack_flag--;                        delay_us(5);        }
        if( ack_flag <= 0 )        {                        IIC_Stop();                        return 1;        }        else        {                        SCL(0);                        SDA_OUT();        }        return ack;}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Send_Byte * 函 數(shù) 說(shuō) 明：寫入一個(gè)字節(jié) * 函 數(shù) 形 參：dat要寫人的數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/void Send_Byte(uint8_t dat){        int i = 0;        SDA_OUT();        SCL(0);//拉低時(shí)鐘開始數(shù)據(jù)傳輸
        for( i = 0; i < 8; i++ )        {                SDA( (dat & 0x80) >> 7 );                delay_us(1);                SCL(1);                delay_us(5);                SCL(0);                delay_us(5);                dat<<=1;        }}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：Read_Byte * 函 數(shù) 說(shuō) 明：IIC讀時(shí)序 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：讀到的數(shù)據(jù) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/unsigned char Read_Byte(void){        unsigned char i,receive=0;        SDA_IN();//SDA設(shè)置為輸入        for(i=0;i<8;i++ )        {                SCL(0);                delay_us(5);                SCL(1);                delay_us(5);                receive<<=1;                if( SDA_GET() )                {                        receive|=1;                }                delay_us(5);        }        SCL(0);        return receive;}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：BMP180_Write_Cmd * 函 數(shù) 說(shuō) 明：向BMP180寫入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 形 參：regaddr寄存器地址  cmd寫入的數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：regaddr=0xf4, cmd=0X2E******************************************************************/void BMP180_Write_Cmd(uint8_t regaddr,uint8_t cmd){        IIC_Start();//起始信號(hào)        Send_Byte(0XEE);//器件地址+寫        if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -1rn");
        Send_Byte(regaddr);        if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -2rn");
        Send_Byte(cmd);        if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Write_Cmd NACK -3rn");
        IIC_Stop();}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：BMP180_Read16 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：讀取BMP180數(shù)據(jù) * 函 數(shù) 形 參：regaddr讀取的地址 len讀取的長(zhǎng)度 * 函 數(shù) 返 回：讀取到的數(shù)據(jù) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/uint16_t BMP180_Read16(uint16_t regaddr,uint8_t len){    int timeout = 0;    uint16_t dat[3] = {0};    int i =0;    for( i = 0; i < len; i++ )    {        IIC_Start();//起始信號(hào)        Send_Byte(0XEE);//器件地址+寫        if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Read_Reg NACK -1rn");        Send_Byte(regaddr+i);        if( I2C_WaitAck() == 1 ) printf("Read_Reg NACK -2rn");
        do{            timeout++;            delay_ms(1);            IIC_Start();//起始信號(hào)            Send_Byte(0XEF);//器件地址+讀        }while(I2C_WaitAck() == 1 && (timeout < 5) );
        dat[i] = Read_Byte();        IIC_Send_Ack(1);        IIC_Stop();        delay_ms(1);    }    if( len == 2 ) return ( (dat[0]<<8) | dat[1] );    if( len == 3 ) return (( (dat[0]<<16) | (dat[1]<<8) | (dat[2]) ) >> 8);    return 0;}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：BMP180_Get_Temperature * 函 數(shù) 說(shuō) 明：讀取溫度單位℃ * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：溫度 * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/float BMP180_Get_Temperature(void){        long UT = 0;        long X1 = 0, X2 = 0;
        BMP180_Write_Cmd(0XF4, 0X2E);        delay_ms(6);        UT = BMP180_Read16(0xf6,2);
        X1 = ((long)UT - param.AC6) * param.AC5 / 32768.0;        X2 = ((long)param.MC * 2048.0) / ( X1 + param.MD );        B5 = X1 + X2;        return ((B5+8)/16.0)*0.1f;}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：BMP180_Get_Pressure * 函 數(shù) 說(shuō) 明：讀取氣壓,單位Pa * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：當(dāng)前氣壓，單位Pa * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/float BMP180_Get_Pressure(void){        long UP = 0;    uint8_t oss = 0;    long X1 = 0, X2 = 0;
    BMP180_Get_Temperature();
        BMP180_Write_Cmd(0XF4, (0X34+(oss<<6)));        delay_ms(10);        UP = BMP180_Read16(0xf6,3);

    int32_t B6 = B5 - 4000;
    X1 = (B6 * B6 >> 12) * param.B2 >> 11;
    X2 = param.AC2 * B6 >> 11;
    int32_t X3 = X1 + X2;
    int32_t B3 = (((param.AC1 << 2) + X3) + 2) >> 2;
    X1 = param.AC3 * B6 >> 13;
    X2 = (B6 * B6 >> 12) * param.B1 >> 16;
    X3 = (X1 + X2 + 2) >> 2;
    uint32_t B4 = param.AC4 * (uint32_t)(X3 + 32768) >> 15;
    uint32_t B7 = ((uint32_t)UP - B3) * 50000;
    int32_t p;    if(B7 < 0x80000000)    {        p = (B7 << 1) / B4;    }    else    {        p = B7/B4 << 1;    }
    X1 = (p >> 8) * (p >> 8);
    X1 = (X1 * 3038) >> 16;
    X2 = (-7375 * p) >> 16;
    p = p + ((X1 + X2 + 3791) >> 4);     return p;
}
/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：BMP180_Get_Altitude * 函 數(shù) 說(shuō) 明：計(jì)算海拔高度 * 函 數(shù) 形 參：p=當(dāng)前氣壓 * 函 數(shù) 返 回：海拔高度 * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/float BMP180_Get_Altitude(float p){//#define PRESSURE_OF_SEA        101325.0f // 參考海平面壓強(qiáng)    float altitude = 0;    altitude = 44330*(1 - pow((p)/ 101325.0f, 1.0f / 5.255f));//    printf("altitude = %.2frn",altitude);    return altitude;}

/****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：BMP180_Get_param * 函 數(shù) 說(shuō) 明：獲取出廠校準(zhǔn)值 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作       者：LC * 備       注：無(wú)******************************************************************/void BMP180_Get_param(void){    param.AC1 =  BMP180_Read16(0xaa,2);    param.AC2 =  BMP180_Read16(0xac,2);    param.AC3 =  BMP180_Read16(0xae,2);    param.AC4 =  BMP180_Read16(0xb0,2);    param.AC5 =  BMP180_Read16(0xb2,2);    param.AC6 =  BMP180_Read16(0xb4,2);    param.B1  =  BMP180_Read16(0xb6,2);    param.B2  =  BMP180_Read16(0xb8,2);    param.MB  =  BMP180_Read16(0xba,2);    param.MC  =  BMP180_Read16(0xbc,2);    param.MD  =  BMP180_Read16(0xbe,2);}

在文件bsp_bmp180.h中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */
#ifndef _BSP_BMP180_H_#define _BSP_BMP180_H_
#include "board.h"

//端口移植#define RCC_BMP180_ENABLE()         __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()#define PORT_BMP180                 CW_GPIOB
#define GPIO_SDA                    GPIO_PIN_9#define GPIO_SCL                    GPIO_PIN_8
//設(shè)置SDA輸出模式#define SDA_OUT()   {                                GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                                         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;                              GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                                 GPIO_Init(PORT_BMP180, &GPIO_InitStruct);                            }//設(shè)置SDA輸入模式#define SDA_IN()    {                                GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                                         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;                                 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                                 GPIO_Init(PORT_BMP180, &GPIO_InitStruct);                           }//獲取SDA引腳的電平變化#define SDA_GET()       GPIO_ReadPin(PORT_BMP180, GPIO_SDA)//SDA與SCL輸出#define SDA(x)          GPIO_WritePin(PORT_BMP180, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )#define SCL(x)          GPIO_WritePin(PORT_BMP180, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )

void BMP180_GPIO_Init(void);float BMP180_Get_Temperature(void);float BMP180_Get_Pressure(void);void BMP180_Write_Cmd(uint8_t regaddr,uint8_t cmd);void BMP180_Get_param(void);float BMP180_Get_Altitude(float p);
#endif

四移植驗(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-20     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_bmp180.h"
int32_t main(void){    board_init();        // 開發(fā)板初始化
    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200
    BMP180_GPIO_Init();    BMP180_Get_param();    printf("startrn");    while(1)    {
        printf("溫度 = %.2frn", BMP180_Get_Temperature() );        printf("氣壓 = %.2frn", BMP180_Get_Pressure() );        printf("海拔 = %.2frn", BMP180_Get_Altitude(BMP180_Get_Pressure()) );
        printf("n");        delay_ms(1000);
    }}

移植現(xiàn)象：每隔一秒左右測(cè)量一次溫度、氣壓和高度

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1XigPjcZfrXBNn-wTb3S1KA?pwd=LCKF

提取碼：LCKF

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以開放、共享、互助為理念，致力于構(gòu)建武漢芯源半導(dǎo)體CW32系列MCU生態(tài)社區(qū)。無(wú)論是嵌入式MCU小自還是想要攻破技術(shù)難題的工程師，亦或是需求解決方案的產(chǎn)品經(jīng)理都可在CW32生態(tài)社區(qū)汲取營(yíng)養(yǎng)、共同成長(zhǎng)。

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