HDC1080 驱动程序代码（C语言版）

在列出 HDC1080温湿度传感器驱动程序核心代码 之前，请允许我先多说几句：

CSDN上有关HDC1080驱动代码的高阅读量博客只有两篇，且两篇博客内都不提供代码！而是在其中附上了需要积分才能下载代码的链接。吐了。
GitHub上有关HDC1080驱动代码的STM32版只有两篇。一篇代码使用STM32的HAL库写的，在I2C的使用上封装程度太高，看不到通信中的关键细节。另一篇代码使用了大量的OLED界面操作，整体代码过于冗余，并且在HDC1080的I2C驱动上写的不清晰。
TI公司的HDC1080官方芯片手册，在HDC1080驱动步骤中的第二步和第三步上写的及其令人费解，以至于我花了两天不断思考这两步究竟是要做什么操作。

下面进入正文。

温湿度数据

温湿度数据通过串口助手显示结果如下，temp温度在25℃左右，humi湿度在51%RH。当我将手指放在HDC1080表面时，temp温度逐渐升高至27℃左右，而humi湿度显示为0，这可能是由于HDC1080表面探测湿度的 金色元件 被我的手指完全遮挡所导致。之后，当我将手指移出HDC1080，temp温度和humi湿度逐渐回归正常数值。

驱动代码 HDC1080.h

首先，我使用的是 STM32F103C8T6 芯片，采用 Keil 5 编程软件，通过软件 I2C 协议和HDC1080 芯片进行通信。软件I2C中，SCL = PB0，SDA = PB1。在 HDC1080.h 中我做了如下三部分定义：

HDC1080 软件 I2C 的接口定义
HDC1080 各寄存器地址
软件 I2C 函数和 HDC1080 相关读取函数

代码如下：

#ifndef __HDC1080_H__
#define __HDC1080_H__
#include "sys.h"// HDC1080 sensor port: PB0 - PB1
#define HDC1080_PORT    GPIOB   #define HDC1080_SCL     GPIO_Pin_0
#define HDC1080_SDA     GPIO_Pin_1  #define HDC1080_SCL_H          HDC1080_PORT->BSRR = HDC1080_SCL //set to 1
#define HDC1080_SCL_L          HDC1080_PORT->BRR  = HDC1080_SCL //reset to 0
#define HDC1080_SDA_H          HDC1080_PORT->BSRR = HDC1080_SDA
#define HDC1080_SDA_L          HDC1080_PORT->BRR  = HDC1080_SDA#define HDC1080_SCL_Status     HDC1080_PORT->IDR  & HDC1080_SCL //IDR是查看引脚电平状态
#define HDC1080_SDA_Status     HDC1080_PORT->IDR  & HDC1080_SDA// The Chip parameters we use.
#define HDC1080_TempAddress         0x00
#define HDC1080_HumiAddress         0x01
#define HDC1080_Configuration       0x02
#define HDC1080_ManufactID          0xFE
#define HDC1080_DeviceID            0xFF#define HDC1080_Write_Address       0x80
#define HDC1080_Read_Address        0x81// I2C initial
void HDC1080_I2C_GPIO_Configuration(void);void I2C4_delay(void);int  I2C4_Start(void);
void I2C4_Stop(void);void I2C4_SDA_IN(void);
void I2C4_SDA_OUT(void);static void I2C4_Ack(void);
static void I2C4_NoAck(void);
uint8_t I2C4_GetAck(void);void    I2C4_WriteByte(uint8_t Data);
uint8_t I2C4_ReadByte(uint8_t ack);int HDC1080_I2C4_WriteByte(uint8_t Reg_Addr, uint8_t Data);
int HDC1080_I2C4_WriteBuffer(uint8_t Reg_Addr, uint8_t *pBuffer, uint8_t NumByteToWrite);int HDC1080_I2C4_ReadByte(uint8_t Reg_Addr, uint8_t *Data);
int HDC1080_I2C4_ReadBuffer(uint8_t Reg_Addr, uint8_t *pBuffer, uint8_t NumByteToRead); void HDC1080_Start(void);
uint16_t HDC1080_Result(char ch);
void HDC1080_Caculate(uint16_t ut, uint16_t uh, float *rt, float *rh);#endif

驱动代码 HDC1080.c

下面介绍驱动 HDC1080 芯片的核心通信代码和逻辑，首先我们看一下 TI 公司给出的官方芯片手册中的通信过程：

对于第一步配置HDC1080的工作模式和第四步读取温湿度数据，这两步理解起来很容易。而最难以理解的是第二步和第三步，这两句话是什么意思？我们该怎么做通信？我本以为第二步和第三步是做两个独立的通信动作。但实际上，第二部和第三步合起来只是做了一个通信动作。我们来看如下通信流程图：

流程图中，“I2C写1次数据” 完成了芯片手册中提到的第一步，“I2C读一次数据” 完成了芯片手册中提到的的二、三、四步。我们都知道 I2C 在读/写设备数据的过程中，需要进行主从模式的转换。也就是说，STM32 使用 I2C 读数据前，首先进行写地址操作，将自己设置为主设备，也即流程图中的Write 0x80 和 Write 0x00。完成后，再次进行写操作，也就是流程图中的Write 0x81，这里需注意0x80和0x81的含义。同时将自己的工作模式转为从设备，开始进入数据接收状态。这时候，读取主设备发送来的数据。

下面回顾一下 HDC1080 芯片手册中提到的通信过程中的2，3，4条：

Trigger the measurements by executing a pointer write transaction with the address pointer set to 0x00.
Wait for the measurements to complete, based on the conversion time.
Read the output data。

我们发现2，3，4条通信过程，即和流程图中的“I2C读一次数据”的过程完全对应。其中第3条通信动作，Wait for the measurements to complete，是夹在“I2C读一次数据”过程之中的，也就是流程图中红色字体标注的 Wait 20ms。 搞清楚这一步，下面再向寄存器读取温湿度数据就没有问题了。

下面提供 HDC1080.c 的核心通信代码，其中最重要的代码是 HDC1080_I2C4_ReadBuffer 函数，请多注意。

/           HDC1080 Coding       //
void HDC1080_Start(void)
{/* uint8_t ManuID[2];HDC1080_I2C4_ReadBuffer(HDC1080_ManufactID,ManuID,2);//read 0x5449 is ok! */uint8_t buf[4];buf[0] = 0x10; //config temp and humibuf[1] = 0x00; //both 14 bitHDC1080_I2C4_WriteBuffer(HDC1080_Configuration,buf,2);
}uint16_t HDC1080_Result(char ch)
{uint16_t temp,humi;uint8_t buf[4];HDC1080_I2C4_ReadBuffer(HDC1080_TempAddress,buf,4);temp = buf[0] << 8;temp |= buf[1];humi = buf[2] << 8;humi |= buf[3];if (ch == 'T') //ch字符用来进行温度和湿度的选择性输出{return temp;}else if (ch == 'H'){return humi;}else{return 0;}
}void HDC1080_Caculate(uint16_t ut, uint16_t uh, float *rt, float *rh)
{//ut 和 uh 为从HDC1080中读取出的原始温湿度值，这里根据芯片手册中的公式进行转换。*rt = ut / pow(2.0, 16.0) * 165.0 - 40.0; //'C*rh = uh / pow(2.0, 16.0) * 100.0; //%RH
}int HDC1080_I2C4_ReadBuffer(uint8_t Reg_Addr, uint8_t *pBuffer, uint8_t NumByteToRead){ uint8_t i;uint8_t tag;//选择性回应AckI2C4_Start();I2C4_WriteByte(HDC1080_Write_Address);if(!I2C4_GetAck())// 有slave ack的响应{I2C4_Stop();return DISABLE;}I2C4_WriteByte(Reg_Addr); if(!I2C4_GetAck()){I2C4_Stop();return DISABLE;}delay_ms(20);//等待温湿度数据转换I2C4_Start();//更改通信模式，主机从发送变为接收I2C4_WriteByte(HDC1080_Read_Address);if(!I2C4_GetAck())// 有slave ack的响应{I2C4_Stop();return DISABLE;}for(i=0; i<NumByteToRead; i++){tag = (i == NumByteToRead-1) ? 0 : 1;pBuffer[i] = I2C4_ReadByte(tag);}I2C4_Stop(); //在这个位置统一停止return 1;
}