一、了解I2C总线协议

1.什么是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.I2C 协议的物理层和协议层
物理层
I2C是一个支持设备的总线。可连接多个 I2C 通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。对于I2C 总线，只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ，一条串行时钟线(SCL)。

协议层

主要是定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等。

通讯的起始和停止信号

数据有效性

（1）从图中可以看出I2C在通讯的时候，只有在SCL处于高电平时，SDA的数据传输才是有效的。SDA 信号线是用于传输数据，SCL 信号线是保证数据同步。
（2）当SDA传输数据后，接收方对接受到的数据进行一个应答。如果希望继续进行传输数据，则回应应答信号（低电平），否则回应非应答信号（高电平）。
3.I2C的两种方式——硬件I2C和软件I2C
硬件I2C
直接利用 STM32 芯片中的硬件 I2C 外设。
软件I2C
直接使用 CPU 内核按照 I2C 协议的要求控制 GPIO 输出高低电平，从而模拟I2C。

二、实现AHT20采集程序

1.了解AHT20芯片的相关信息
具体信息请到官方下载对应产品介绍文档，资料链接如下
http://www.aosong.com/class-36.html
2.具体代码添加过程
在野火提供的示例代码中，打开一个只包含固件库的空项目。向工程中添加相关代码，添加代码的具体内容请参考下面链接：https://blog.csdn.net/hhhhhh277523/article/details/111397514

完整代码

3主要代码的分析
AHT20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);
}

AHT20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] = (H1>>8) & 0x000000FF;AHT20_OutData[1] = H1 & 0x000000FF;AHT20_OutData[2] = (T1>>8) & 0x000000FF;AHT20_OutData[3] = T1 & 0x000000FF;}else{AHT20_OutData[0] = 0xFF;AHT20_OutData[1] = 0xFF;AHT20_OutData[2] = 0xFF;AHT20_OutData[3] = 0xFF;printf("读取失败！！！");}printf("\r\n");//根据AHT20芯片中，温度和湿度的计算公式，得到最终的结果，通过串口显示printf("温度:%d%d.%d",T1/100,(T1/10)%10,T1%10);printf("湿度:%d%d.%d",H1/100,(H1/10)%10,H1%10);printf("\r\n");
}

结果

三、温湿度采集——OLED显示

1. 添加OLED显示代码

下载链接：https://github.com/Sunlight-Dazzling/stm32_AHT20_OLED/tree/main/User/usart
2添加功能代码
bsp_i2c.c中添加：

#include "bsp_i2c.h"
#include "delay.h"uint8_t   ack_status=0;
uint8_t   readByte[6];
uint8_t   AHT20_status=0;uint32_t  H1=0;  //Humility
uint32_t  T1=0;  //Temperatureuint8_t  AHT20_OutData[4];
uint8_t  AHT20sendOutData[10] = {0xFA, 0x06, 0x0A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF};

增加show_info函数，这个函数是将信息显示到OLED屏上的。

void show_info(){GUI_ShowCHinese(10,10,16,"张赟",1);GUI_ShowString(10,30,"631907060331",16,1);GUI_ShowString(5,50,"tem:",16,1);GUI_ShowNum(40,50,T1/100,1,16,1);GUI_ShowNum(49,50,(T1/10)%10,1,16,1);GUI_ShowString(56,50,".",16,1);GUI_ShowNum(58,50,T1%10,1,16,1);GUI_ShowString(70,50,"wet:",16,1);GUI_ShowNum(100,50,H1/100,1,16,1);GUI_ShowNum(109,50,(H1/10)%10,1,16,1);GUI_ShowString(116,50,".",16,1);GUI_ShowNum(118,50,H1%10,1,16,1);
}

main函数

int main(void)
{   delay_init();         uart_init(115200);     IIC_Init();NVIC_Configuration();      //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级     OLED_Init();                     //初始化OLED  OLED_Clear(0);             //清屏（全黑）while(1){printf("温度湿度显示");read_AHT20_once();//读取温湿度show_info();//显示delay_ms(5000);//延时OLED_Clear(0);//清屏read_AHT20_once();//读取温湿度show_info();delay_ms(5000);OLED_Clear(0);}
}

3.显示自己的学号和姓名
点阵字库生成工具：https://pan.baidu.com/s/1bBjj-yzrJO-8J3yq8Jlohg
提取码：2000

用工具生成字模，张赟存储代码：

实现显示代码，放在gui.c的oledfont.h里面。

运行结果

三、总结

本实验主要是学习I2C总线通信协议，使用STM32F103完成基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集，并将采集的温度-湿度值通过串口输出。

四、参考链接

https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/111597278

https://blog.csdn.net/qq_55691662/article/details/121570226?spm=1001.2014.3001.5501

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