硬件I2C sht3x温湿度传感器

stm32的硬件I2C，非中断方式
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sht3x温湿度传感器的资料解析

背景

在此之前，对sht3x这款传感器的开发也是用的软件I2C模拟验证的，但项目中要求不能有阻塞行为，故软件I2C中的delay等操作就不能用了，那么stm32有硬件I2C，为什么不能用呢。（虽然网上大量搜索表明stm32的I2C的坑很深。）

代码及stm32工程分享

stm32工程的都放在了github空中的stm32f407VE_TestProj这个仓库中。见下方链接。
stm32f407VE_TestProj传送门

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sht3x温湿度传感器的资料解析

之前在软件I2C实现篇幅中解析过，见下链接。
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定义硬件I2C底层实现

sensirion_sw_i2c_implementation.c

#include <stm32f4xx.h>
#include <stdint.h>
#include "sensirion_arch_config.h"
#include "sensirion_i2c.h"static I2C_InitTypeDef hi2c1;
static GPIO_InitTypeDef gpioinit;
static uint32_t I2Cx_TIMEOUT_UserCallback(char value);#define I2Cx_FLAG_TIMEOUT         ((uint32_t) 900)
#define I2Cx_LONG_TIMEOUT           ((uint32_t)(300 * I2Cx_FLAG_TIMEOUT))
#define WAIT_FOR_FLAG(flag, value, timeout, errorcode)  I2CTimeout = timeout;\while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, flag) != value){\if((I2CTimeout--) == 0) return I2Cx_TIMEOUT_UserCallback(errorcode);\}\

#define CLEAR_ADDR_BIT          I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);\I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR2);\

static uint32_t I2Cx_TIMEOUT_UserCallback(char value)
{I2C_InitTypeDef hi2c1;I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);I2C_SoftwareResetCmd(I2C1, ENABLE);I2C_SoftwareResetCmd(I2C1, DISABLE);I2C_DeInit(I2C1);hi2c1.I2C_ClockSpeed = 100000;hi2c1.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;hi2c1.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;hi2c1.I2C_OwnAddress1 = 0;hi2c1.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;hi2c1.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);I2C_Init(I2C1, &hi2c1);//Console::Instance()->printf("I2C1 Restarted. \n");return 1;
}s8 I2C_WriteBlock(uint8_t w_addr, const uint8_t* p_data, uint16_t len)
{uint16_t i = 0;__IO uint32_t I2CTimeout = I2Cx_LONG_TIMEOUT;WAIT_FOR_FLAG(I2C_FLAG_BUSY,RESET,I2Cx_LONG_TIMEOUT,1);  I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);WAIT_FOR_FLAG(I2C_FLAG_SB, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 2);I2C_Send7bitAddress(I2C1,(w_addr << 1), I2C_Direction_Transmitter);WAIT_FOR_FLAG(I2C_FLAG_ADDR, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 3);CLEAR_ADDR_BIT;while (i < len) {I2C_SendData(I2C1, *p_data);WAIT_FOR_FLAG(I2C_FLAG_TXE, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 4);i++; p_data++;}WAIT_FOR_FLAG(I2C_FLAG_BTF, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 5);I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);return 0;
}s8 I2C_ReadBlock(uint8_t r_addr, uint8_t* p_data, uint16_t len)
{__IO uint32_t I2CTimeout = I2Cx_LONG_TIMEOUT;WAIT_FOR_FLAG(I2C_FLAG_BUSY,RESET,I2Cx_LONG_TIMEOUT,6);I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);WAIT_FOR_FLAG(I2C_FLAG_SB, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 7);I2C_Send7bitAddress(I2C1, (r_addr << 1), I2C_Direction_Transmitter);WAIT_FOR_FLAG(I2C_FLAG_ADDR, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 8);CLEAR_ADDR_BIT;WAIT_FOR_FLAG (I2C_FLAG_TXE, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 9);I2C_SendData(I2C1,r_addr);WAIT_FOR_FLAG (I2C_FLAG_TXE, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 10); I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);WAIT_FOR_FLAG (I2C_FLAG_SB, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 11);I2C_Send7bitAddress(I2C1,(r_addr << 1), I2C_Direction_Receiver);WAIT_FOR_FLAG (I2C_FLAG_ADDR, SET, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, 12);/*规定死就2个长度*/while(len) {if (len == 1){I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);}if (I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)){*p_data = I2C_ReceiveData(I2C1);p_data++;len--;}}I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);return 0;
} void sensirion_i2c_init()
{RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);gpioinit.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;gpioinit.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;gpioinit.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;gpioinit.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_7;gpioinit.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &gpioinit);GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_7);GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_8);I2C_SoftwareResetCmd(I2C1, ENABLE);gpioinit.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;gpioinit.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;gpioinit.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_7;gpioinit.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;gpioinit.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_I2C1);GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_I2C1);GPIO_Init(GPIOB, &gpioinit);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);hi2c1.I2C_ClockSpeed = 100000;hi2c1.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;hi2c1.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_16_9;hi2c1.I2C_OwnAddress1 = 0;hi2c1.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;hi2c1.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);I2C_Init(I2C1, &hi2c1);/* Enable the remapping of Pins 6/7 to 8/9 and the I2C clock before the initialization of the GPIO Pins*/
}s8 sensirion_i2c_read(u8 address, u8 *data, u16 count)
{return (s8) I2C_ReadBlock(address, data, count);
}s8 sensirion_i2c_write(u8 address, const u8 *data, u16 count)
{return (s8) I2C_WriteBlock(address,data, count);
}/*** Sleep for a given number of microseconds. The function should delay the* execution for at least the given time, but may also sleep longer.** @param useconds the sleep time in microseconds*/
void sensirion_sleep_usec(u32 useconds) {// 没用到
}

SDA、SCL引脚根据自己的实际情况配置，这里复用了一个管脚，硬件设计上只剩下这种管脚了。

sensirion_sleep_usec（）函数不需要用。

I2Cx_TIMEOUT_UserCallback（）用来应对超时处理的，防止因为I2C总线出现的各种问题卡死在while中，一出问题就重新初始化I2C进行恢复。

WAIT_FOR_FLAG()用宏定义封装了超时处理及判断I2C中的EV等事件的发生。见stm32官方手册。

I2C_ReadBlock（）读函数，规定死了2的bytes的长度，有想用的要自己改下。

I2C_WriteBlock（）写函数，这个没有规定长度，可以任意发送，w_addr是写入设备的地址。

sht3x.c

#include "sensirion_arch_config.h"
#include "sensirion_common.h"
#include "sensirion_i2c.h"
#include "sht.h"
#include "sht_common.h"/* all measurement commands return T (CRC) RH (CRC) */
#if USE_SENSIRION_CLOCK_STRETCHING
static const u8 CMD_MEASURE_HPM[]     = { 0x2C, 0x06 };
static const u8 CMD_MEASURE_LPM[]     = { 0x2C, 0x10 };
#else
static const u8 CMD_MEASURE_HPM[]     = { 0x24, 0x00 };
static const u8 CMD_MEASURE_LPM[]     = { 0x24, 0x16 };
#endif /* USE_SENSIRION_CLOCK_STRETCHING */
static const u8 CMD_READ_STATUS_REG[] = { 0xF3, 0x2D };
static const u8 COMMAND_SIZE = sizeof(CMD_MEASURE_HPM);
#ifdef SHT_ADDRESS
static const u8 SHT3X_ADDRESS = SHT_ADDRESS;
#else
static const u8 SHT3X_ADDRESS = 0x44;
#endifstatic const u16 MEASUREMENT_DURATION_USEC = 15000;static const u8 *cmd_measure = CMD_MEASURE_HPM;s8 sht_measure_blocking_read(s32 *temperature, s32 *humidity)
{s8 ret = sht_measure();if (ret == STATUS_OK) {sensirion_sleep_usec(MEASUREMENT_DURATION_USEC);ret = sht_read(temperature, humidity);}return ret;
}s8 sht_measure()
{return sensirion_i2c_write(SHT3X_ADDRESS, CMD_MEASURE_HPM, COMMAND_SIZE);
}s8 sht_read(s32 *temperature, s32 *humidity)
{return sht_common_read_measurement(SHT3X_ADDRESS, temperature, humidity);
}s8 sht_probe()
{u8 data[3];sensirion_i2c_init();s8 ret = sensirion_i2c_write(SHT3X_ADDRESS, CMD_READ_STATUS_REG, COMMAND_SIZE);if (ret)return ret;ret = sensirion_i2c_read(SHT3X_ADDRESS, data, sizeof(data));if (ret)return ret;ret = sensirion_common_check_crc(data, 2, data[2]);if (ret)return ret;return STATUS_OK;
}s8 sht_disable_sleep(u8 disable_sleep)
{return STATUS_FAIL; /* sleep mode not supported */
}void sht_enable_low_power_mode(u8 enable_low_power_mode)
{cmd_measure = enable_low_power_mode ? CMD_MEASURE_LPM : CMD_MEASURE_HPM;
}//const char *sht_get_driver_version()
//{//    return SHT_DRV_VERSION_STR;
//}u8 sht_get_configured_sht_address()
{return SHT3X_ADDRESS;
}

const char *sht_get_driver_version()需要注掉，并没有定义驱动版本，你也可以自己定义，否则会报错。

有很多封装好的函数可以调用，睡眠，低功耗模式等等（其实鸟用也没用，反正我没用）

sht_probe()探针，用来检测是不是正常的，主程序中会用到。

还有一些开头定义的命令数组及地址等

mian.c

while (sht_probe() != STATUS_OK) {LED_D2_D3(GPIO_Pin_6);/* printf("SHT sensor probing failed\n"); */}GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);LED_D2_D3(GPIO_Pin_7);/*printf("SHT sensor probing successful\n"); */while (1) {s32 temperature, humidity;/* Measure temperature and relative humidity and store into variables* temperature, humidity (each output multiplied by 1000).*/s8 ret = sht_measure_blocking_read(&temperature, &humidity);if (ret == STATUS_OK) {/* printf("measured temperature: %0.2f degreeCelsius, ""measured humidity: %0.2f percentRH\n",temperature / 1000.0f,humidity / 1000.0f); */LED_D2_D3(GPIO_Pin_6);} else {//printf("error reading measurement\n");LED_D2_D3(GPIO_Pin_7);}delay_ms(1000);}
}void LED_D2_D3(uint32_t GPIO_Pin_x)
{RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIOInit;GPIOInit.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;GPIOInit.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIOInit.GPIO_Pin = GPIO_Pin_x;GPIOInit.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;GPIOInit.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInit);
}

完整读取的时间：16ms(传感器自身测量占了15ms见手册)

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