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SHT30温湿度传感器详解（STM32）

article 2024/9/21 11:48:13

目录

一、介绍

二、传感器原理

1.原理图

2.引脚描述

3.工作原理

三、程序设计

main.c文件

sht30.h文件

sht30.c文件

四、实验效果 

五、资料获取

项目分享

一、介绍

        SHT30是一种常见的温湿度传感器，是一款完全校准的线性化的温湿度数字传感器，增强了数字信号。I2C通讯频率达1MHz。具有高可靠性及高稳定性。该传感器广泛应用于各种场景，小米的温湿度传感器就是使用的SHT30,本文是已硬件IIC来驱动SHT30。

以下是SHT30温湿度传感器的参数：

型号

SHT30

工作电压

2.4~5.5V

接口输出

IIC

测量温度范围

-40~125℃

测量湿度范围

0~100%RH

湿度精度

3%RH

温度精度

0.3℃

哔哩哔哩视频链接：

SHT30温湿度传感器（STM32）

（资料分享见文末） 

二、传感器原理

1.原理图

2.引脚描述

引脚名称

描述

SDA

数据信号

ADDR

连接到高电平或低电平，不可以悬空

ALERT

报警引脚，不用必须悬空

SCL

时钟信号

VDD

电源正极

nRESET

低电平复位

R

无功能，接地

VSS

电源地

EPAD

中间引脚与电源地相通，散热引脚

3.工作原理

SHT30写命令

 

SHT30读命令 

SHT30温湿度转换方法

    信号输出的转换：测量数据总是以16位值（ 无符号整数)的形式传输。这些值已经线性化，并补偿了温度和电源电压的影响。 将这些原始值转换为物理标度可以使用以下公式实现。相对湿度换算公式(结果为%RH)：

    Srh和St表示温湿度的原始传感器输出。计算出结果为十进制数据。

三、程序设计

1.使用STM32F103C8T6读取SHT30温湿度传感器采集的数据，通过串口发送至电脑

2.将读取得到信息数据同时在OLED上显示

SHT30_SCL

PB9

SHT30_SDA

PB8

OLED_SCL

PB11

OLED_SDA

PB10

串口

串口1

main.c文件

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "oled.h"
#include "sht30.h"

/*****************辰哥单片机设计******************
											STM32
 * 项目			:	SHT30温湿度传感器实验                     
 * 版本			: V1.0
 * 日期			: 2024.9.9
 * MCU			:	STM32F103C8T6
 * 接口			:	参看sht30.h							
 * BILIBILI	:	辰哥单片机设计
 * CSDN			:	辰哥单片机设计
 * 作者			:	辰哥 

**********************BEGIN***********************/

u8 buff[30];//参数显示缓存数组
int Temp = 0;
uint16_t Humi = 0;	//温度和湿度

int main(void)
{ 
	
  SystemInit();//配置系统时钟为72M	
	delay_init(72);
	LED_Init();
	LED_On();
	SHT30_Init();
	USART1_Config();//串口初始化
	
	OLED_Init();
	printf("Start \n");
	delay_ms(1000);
	
	OLED_Clear();
	//显示“温度:”
	OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1);
	OLED_ShowChinese(16,0,2,16,1);
	OLED_ShowChar(32,0,':',16,1);
	//显示“湿度:”
	OLED_ShowChinese(0,16,1,16,1);
	OLED_ShowChinese(16,16,2,16,1);
	OLED_ShowChar(32,16,':',16,1);

  while (1)
  {
		LED_Toggle();
		SHT30_Read_Humiture(&Temp,&Humi);

//		sprintf((char*)buff, "%d    ",Temp);
//		OLED_ShowString(48,0,buff,16,1);
//		
//		sprintf((char*)buff, "%d    ",Humi);
//		OLED_ShowString(48,16,buff,16,1);
		
		OLED_ShowNum(48,0,Temp,2,16,1);
		OLED_ShowNum(48,16,Humi,2,16,1);
		delay_ms(500);	//延时500ms

  }
}

sht30.h文件

#ifndef __SHT30_H
#define	__SHT30_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"

/*****************辰哥单片机设计******************
											STM32
 * 文件			:	SHT30温湿度传感器h文件                   
 * 版本			: V1.0
 * 日期			: 2024.9.9
 * MCU			:	STM32F103C8T6
 * 接口			:	见代码							
 * BILIBILI	:	辰哥单片机设计
 * CSDN			:	辰哥单片机设计
 * 作者			:	辰哥

**********************BEGIN***********************/


/***************根据自己需求更改****************/
// CSHT30 GPIO宏定义

#define		SHT30_IIC_CLK										RCC_APB2Periph_GPIOB
#define 	SHT30_IIC_PORT									GPIOB
#define 	SHT30_IIC_SDA_PIN								GPIO_Pin_8	
#define 	SHT30_IIC_SCL_PIN								GPIO_Pin_9	

//IO操作函数	 
#define  SHT30_IIC_SDA_H   			GPIO_SetBits(SHT30_IIC_PORT,SHT30_IIC_SDA_PIN)
#define  SHT30_IIC_SDA_L   			GPIO_ResetBits(SHT30_IIC_PORT,SHT30_IIC_SDA_PIN)
				 
#define  SHT30_IIC_SCL_H   			GPIO_SetBits(SHT30_IIC_PORT,SHT30_IIC_SCL_PIN)
#define  SHT30_IIC_SCL_L   			GPIO_ResetBits(SHT30_IIC_PORT,SHT30_IIC_SCL_PIN) 

#define SHT30_READ_SDA  				GPIO_ReadInputDataBit(SHT30_IIC_PORT, SHT30_IIC_SDA_PIN) 		//输入SDA 

/*********************END**********************/

#define SHT30_ADDR (uint8_t)(0x44<<1) //sht30 i2c地址，ADDR管脚接低电平时为0x44,接高电平为0x45

//SHT30命令
#define SHT30_READ_HUMITURE (uint16_t)0x2c06  //读温湿度

//CRC多项式
#define POLYNOMIAL 0x31 // X^8 + X^5 + X^4 + 1




//SHT30

void SHT30_Init(void);
void SHT30_IIC_SDA_IN(void);
void SHT30_IIC_SDA_OUT(void);
	

void SHT30_IIC_Init(void);
void SHT30_IIC_start(void); 
void SHT30_IIC_stop(void);
uint8_t SHT30_IIC_Get_ack(void);
void SHT30_IIC_ACK(void);
void SHT30_IIC_NACK(void);
void SHT30_IIC_write_byte(uint8_t Data);
uint8_t SHT30_IIC_read_byte(uint8_t ack);



/**********************************
函数声明
**********************************/
unsigned char SHT3X_CRC(uint8_t *data, uint8_t len);
void SHT30_CMD(uint16_t cmd);
u8 SHT30_Read_Humiture(int *temp,uint16_t *humi);


#endif

sht30.c文件

#include "sht30.h"


/*****************辰哥单片机设计******************
											STM32
 * 文件			:	SHT30温湿度传感器c文件                   
 * 版本			: V1.0
 * 日期			: 2024.9.9
 * MCU			:	STM32F103C8T6
 * 接口			:	见代码							
 * BILIBILI	:	辰哥单片机设计
 * CSDN			:	辰哥单片机设计
 * 作者			:	辰哥

**********************BEGIN***********************/

#define POLYNOMIAL_CXDZ 0x31 // X^8 + X^5 + X^4 + 1



void SHT30_Init(void)	
{

	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;  

	RCC_APB2PeriphClockCmd(SHT30_IIC_CLK,ENABLE);
 

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  SHT30_IIC_SDA_PIN | SHT30_IIC_SCL_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//
	GPIO_Init(SHT30_IIC_PORT, &GPIO_InitStructure);

	SHT30_IIC_SDA_H;//释放IIC总线的数据线。
	SHT30_IIC_SCL_H;//释放IIC总线的时钟线。
	delay_us(6);
	
}


//SHT30引脚输出模式控制
void SHT30_IIC_SDA_OUT(void)//SDA输出方向配置
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=SHT30_IIC_SDA_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//SDA推挽输出
	GPIO_Init(SHT30_IIC_PORT,&GPIO_InitStructure); 						
}

void SHT30_IIC_SDA_IN(void)//SDA输入方向配置
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=SHT30_IIC_SDA_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//SCL上拉输入
	GPIO_Init(SHT30_IIC_PORT,&GPIO_InitStructure);
	
}



/****************************************************************
通讯起始信号：当 SCL 线是高电平时 SDA 线从高电平向低电平切换，表示通讯的开始；
*****************************************************************/

void SHT30_IIC_start(void)  
{

		SHT30_IIC_SDA_H;//拉高
		SHT30_IIC_SCL_H;
		delay_us(6);
		SHT30_IIC_SDA_L;
		SHT30_IIC_SCL_L;		//拉低时钟线，准备开始时钟
		delay_us(6);
}
/****************************************************************
通讯停止信号：当 SCL 是高电平时 SDA线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。
*****************************************************************/

void SHT30_IIC_stop(void) 
{

		SHT30_IIC_SCL_H;
		SHT30_IIC_SDA_L;
		delay_us(6);
		SHT30_IIC_SDA_H;	//通讯停止
		SHT30_IIC_SCL_L;
		delay_us(6);
}
/****************************************************************
//接收应答信号函数
*****************************************************************/

uint8_t SHT30_IIC_Get_ack(void)
{
		uint16_t CNT;
		SHT30_IIC_SDA_IN();
		SHT30_IIC_SCL_L;		//拉低时钟线。
		SHT30_IIC_SCL_H;		//拉高时钟线。
		delay_us(6);
		while((SHT30_READ_SDA)  && (CNT < 100) )
		{
				CNT++;
				if(CNT == 100)
				{
						return 0;
				}
		}

		SHT30_IIC_SCL_L;		//拉低时钟线。
		delay_us(6);
		SHT30_IIC_SDA_OUT();
		return 1;

}
/****************************************************************
//发送应答信号函数
*****************************************************************/

void SHT30_IIC_ACK(void)	
{ 

		SHT30_IIC_SDA_L;	//拉低数据线，应答
		SHT30_IIC_SCL_H;	//产生第九个时钟信号。
		delay_us(6);
		SHT30_IIC_SCL_L;	
		delay_us(6);
}
//非应答

void SHT30_IIC_NACK(void)
{ 

		SHT30_IIC_SDA_H;	//拉高数据线，非应答
		SHT30_IIC_SCL_H;	//产生第九个时钟信号。
		delay_us(6);
		SHT30_IIC_SCL_L;	

}

/****************************************************************
//向IIC总线写入一个字节的数据
*****************************************************************/

void SHT30_IIC_write_byte(uint8_t Data)
{

		uint8_t i;
		for(i=0;i<8;i++)//八位数据
		{
				if((Data & 0x80) == 0x80)
				{
						SHT30_IIC_SDA_H;
						
				}
				else
				{
						SHT30_IIC_SDA_L;
						
				}
				
				SHT30_IIC_SCL_H; //一个时钟信号送入数据
				delay_us(6);
				SHT30_IIC_SCL_L;
				delay_us(6);
				Data = Data << 1;//数据左移一位，把次高位放在最高位,为写入次高位做准备
				
		}
		SHT30_IIC_SDA_L;		//应答处理前拉低，跳过应答

}
/****************************************************************
//从IIC总线读取一个字节的数据函数
*****************************************************************/

uint8_t SHT30_IIC_read_byte(uint8_t ack)
{

		uint8_t i;
		uint8_t Data = 0;       //定义一个缓冲寄存器。
		SHT30_IIC_SDA_IN();
		SHT30_IIC_SCL_L;	//先拉低时钟线
		SHT30_IIC_SDA_H;	//再拉高数据线
		delay_us(6);
		for(i = 0;i < 8;i++)
		{
				Data = Data<<1;		//将缓冲字节的数据左移一位，准备读取数据。
				
				SHT30_IIC_SCL_H;				//拉高时钟线，开始读取下一位数据
				delay_us(6);
				if(SHT30_READ_SDA)		//如果数据线为高平电平。
				{
						Data = Data|0x01;	//则给缓冲字节的最低位写1。
				}
				SHT30_IIC_SCL_L;				//拉低时钟线，一位读取完成
				delay_us(6);
		}
		SHT30_IIC_SDA_OUT();
		if (!ack)
				SHT30_IIC_NACK();//发送nACK
    else
        SHT30_IIC_ACK(); //发送ACK   
		return Data;					//返回读取的一个字节数据。



}



//SHT3X CRC校验
unsigned char SHT3X_CRC(uint8_t *data, uint8_t len)
{
	uint8_t bit;        // bit mask
	uint8_t crc = 0xFF; // calculated checksum
	uint8_t byteCtr;    // byte counter

	// calculates 8-Bit checksum with given polynomial @GZCXDZ
	for(byteCtr = 0; byteCtr < len; byteCtr++) {
			crc ^= (data[byteCtr]);
			for(bit = 8; bit > 0; --bit) {
					if(crc & 0x80) {
							crc = (crc << 1) ^ POLYNOMIAL_CXDZ;
					}  else {
							crc = (crc << 1);
					}
			}
	}
  return crc;
}

//SHT30命令函数
//addr:表示产品的序号，因为SHT30使用IIC总线的话一条线上可以挂两个

void SHT30_CMD(uint16_t cmd)
{
	SHT30_IIC_start();
  SHT30_IIC_write_byte(SHT30_ADDR+0);  //发送设备地址,写寄存器
	SHT30_IIC_Get_ack();
	SHT30_IIC_write_byte((cmd>>8)&0xff); //MSB
	SHT30_IIC_Get_ack();
	SHT30_IIC_write_byte(cmd&0xff); //LSB
	SHT30_IIC_Get_ack();
	SHT30_IIC_stop();
	delay_ms(50);//命令发完后需要等待20ms以上才能读写
}



//SHT30读取温湿度
//temp:温度，-400~1250，实际温度=temp/10,分辨率0.1℃,精度±0.3℃
//humi:湿度，0~1000，实际湿度=humi/10,分辨率0.1%rh,精度±3
//返回0成功，1失败

u8 SHT30_Read_Humiture(int *temp,uint16_t *humi)
{
	uint8_t buff[6];
	
	SHT30_CMD(SHT30_READ_HUMITURE);//读温湿度命令
	
	SHT30_IIC_start();
	SHT30_IIC_write_byte(SHT30_ADDR+1); //发送设备地址,读寄存器
	SHT30_IIC_Get_ack();
	buff[0]=SHT30_IIC_read_byte(1);//继续读，给应答
	buff[1]=SHT30_IIC_read_byte(1);//继续读，给应答
	buff[2]=SHT30_IIC_read_byte(1);//继续读，给应答
	buff[3]=SHT30_IIC_read_byte(1);//继续读，给应答
	buff[4]=SHT30_IIC_read_byte(1);//继续读，给应答
	buff[5]=SHT30_IIC_read_byte(0);//不继续给停止应答
	SHT30_IIC_stop();

	
	//printf("buff=%d,%d,%d,%d,%d,%d\r\n",buff[0],buff[1],buff[2],buff[3],buff[4],buff[5]);
	//CRC校验
	if(SHT3X_CRC(&buff[0],2)==buff[2] && SHT3X_CRC(&buff[3],2)==buff[5])
	{

		*temp=(-45+(175.0*((buff[0]<<8)+buff[1])/65535.0));
		*humi=100*(((buff[3]<<8)+buff[4])/65535.0);
		if(*temp>12500) *temp=12500;
		else if(*temp<-4000) *temp=-4000;
		return 0;
	}
	else return 1;	
	
}

四、实验效果 

五、资料获取

项目分享


http://www.kler.cn/news/313194.html

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