基于合宙Air700E的4G环境监测节点（温湿度、气压等数据），通过MQTT上传阿里云物联网平台
AI摘要 基于合宙Air700E的4G环境监测节点，采集温湿度、气压等数据，通过MQTT上传至阿里云物联网平台，并在OLED屏幕显示。ESP32C3通过WiFi订阅数据并用LCD展示，结合LVGL图形库实现可视化。项目为课程设计，支持多种无线传输方式，适合学习物联网开发。 此内容根据文章生成，仅用于文章内容的解释与总结 基于合宙Air700E的4G环境监测节点（温度、湿度、气压等数据），通过MQTT上传阿里云物联网平台。介绍合宙Air700E 4G模块读取传感器（温湿度、气压等）数据并通过MQTT协议上传阿里云物联网平台，数据也会同时显示在0.96寸的OLED屏幕上，使用了U8g2图形库。ESP32C3 WiFi模块通过MQTT协议订阅4G节点上传的数据并显示在LCD屏上，使用了LVGL图形库。这是我的一个课程设计，随便做做的，不是很完善。题目要求：设计并制作无线通信系统，结合上学期所学知识，将本地采集的温、湿度/超声波测量距离通过无线收发的方式，发送到主机/接收端，并在接收端利用 LCD显示相关信息，具体要求如下：⑴ 蓝牙无线传输系统设计实现⑵ WiFi 无线传输系统设计及实现⑶ ZigBee 无线传输系统设计及实现⑷ GPRS/GSM 无线传输系统设计及实现(5) 4G 无线传输系统设计及实现(6) NBIoT/LoRa 无线传输系统设计及实现提示：可用 8/16/32 处理器作为主控制器，按照本小组选定的综合部分内容来进行选型，至少完成 2 个小项，其中（1）（2）（3）选 1 个完成，（4）（5）（6）选 1 个完成。Air700E和ESP32C3我都是使用LuatOS系统+Lua脚本的开发方式来开发的。LuatOS固件是我使用合宙的云编译生成的。ESP32C3上自带的4MByte的flash被我换成了8MByte的了，固件也是大于4MB的，因为加了LVGL图形库以及几种字体。阿里云学生优惠地址：https://www.aliyun.com/daily-act/ecs/activity_share?userCode=jdjc69nf注意： 由于阿里云物联网平台不同设备间不能订阅对方的主题，只能订阅本设备的主题，所以需要在 消息转发→云产品流转 那里添加一条规则，将4G节点设备的发布的消息转发到WiFi节点设备的一个主题。立创开源平台开源链接：https://oshwhub.com/zeruns/wen-shi-du-cai-ji-4g-shang-chuan电子/单片机技术交流群：2169025065合宙Air700E介绍Air700E 是合宙通信推出的 LTE Cat.1 bis通信模块，采用移芯EC618平台，支持 LTE 3GPP Rel.13 技术。该模块仅保留 LTE TDD 频段，适配中国移动运营主流频段，具有超小封装和极致成本，满足小型化和低成本需求。主要特性包括：支持单1.8/3.3V USIM接口支持1.8/3.3V可配置串口支持USB 2.0支持远程OTA固件升级支持PSM数字语音接口支持多种开发方式，如USB上网、标准AT开发， open CPU二次开发（LuatOS,C-SDK）等Air700E 内置丰富的网络协议，集成多个工业标准接口，并支持多种驱动和软件功能（如Windows 7/8/8.1/10，Linux，Android等操作系统下的 USB 驱动等），极大地拓展了其在 M2M 领域的应用范围，如CPE、路由器、数据卡、平板电脑、车载、安防以及工业级 PDA 等。Air700E的技术规格如下：LTE-TDD频段： B34/B38/B39/B40/B41LTE-TDD数据速率：上下行配比2时，最大8Mbps（DL）/最大2Mbps（UL）上下行配比1时，最大6Mbps（DL）/最大4Mbps（UL）接口：1个USB 2.0高速接口（最高达480Mbps）1个1.8V/3.0V (U)SIM卡接口1个NETLIGHT接口 (NET\_STATUS)1路数字I2S接口，支持外置codec3个UART接口（主串口，通用串口，调试串口）PWRKEY（低电平有效）2路ADC接口13个通用GPIO + 2路中断输入1路I2C接口合宙ESP32-C3介绍CORE ESP32核心板是基于乐鑫ESP32-C3进行设计的一款核心板，尺寸仅有21mm*51mm，板边采用邮票孔设计，方便开发者在不同场景下的使用。核心板支持UART、GPIO、SPI、I2C、ADC、PWM等接口，可根据实际需要选择。硬件资源：尺寸长宽 21mm*51mm1路SPI FLASH，板载4MB，支持最高 16MB2路UART接口，UART0\~UART1,其中下载口为UART05 路 12 比特 ADC，最高采样率 100KSPS1路低速SPI接口，支持主模式1路IIC控制器4路PWM接口,可使用任意GPIOGPIO外部管脚15路，可复用2路贴片LED指示灯1路复位按键+1路BOOT按键1路USB转TTL下载调试口2.4G PCB板载天线实物图演示视频： https://www.bilibili.com/video/BV1MH4y1B7Df/整体图4G节点WiFi节点WiFi连接时：连接上WiFi后开始连接MQTT服务器和NTP时间同步：显示4G节点采集到的数据：显示温湿度变化曲线：物联网平台阿里云物联网平台上显示的数据：原理图4G节点WiFi节点PCB4G节点这个4G模块的封装不太对的。顶层：底层：WiFi节点顶层：底层：代码具体怎么下载代码我就不细说了，自行查看官方文档。Air700E文档：https://doc.openluat.com/wiki/44?wiki_page_id=4730LVGL for LuatOS 手册：https://url.zeruns.com/7z7fNESP32-C3文档：https://url.zeruns.com/497APLua教程：https://url.zeruns.com/Pc4PA4G节点固件下载地址：https://url.zeruns.com/2G3K7main.lua文件：-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息 PROJECT = "环境监测节点" VERSION = "1.1.0" -- 引入必要的库文件(lua编写), 内部库不需要require sys = require("sys") aht10 = require "aht10" bmx = require "bmx" --添加硬狗防止程序卡死 if wdt then wdt.init(9000)--初始化watchdog设置为9s sys.timerLoopStart(wdt.feed, 3000)--3s喂一次狗 end print(_VERSION) log.info(mobile.ipv6(true)) --开启ipv6 local ProductKey= "xxxxxx" --产品key local DeviceName= "xxxxxx" --改为你自己的设备名 local DeviceSecret = "xxxxxx" --改为你自己的设备密钥 local client_id, user_name, password = iotauth.aliyun(ProductKey, DeviceName ,DeviceSecret) --生成MQTT三元组 log.info("MQTT参数", client_id, user_name, password) local softI2C = i2c.createSoft(29, 31, 2) --初始化软件I2C local aht10_data,bmx_data local RH,Temp,Press,High,distance,BAT_Voltage,CPU_T = 0,0,0,0,0,0,0 --平均值,湿度、温度、气压、海拔、距离、电池电压、CPU温度 local RH_C,Temp_C,Press_C,High_C,distance_C,BAT_Voltage_C,CPU_T_C = 0,0,0,0,0,0,0 --当前值 local AHT10_flag,BMP180_flag,US100_flag,BAT_Voltage_flag,CPU_T_flag = false,false,false,false,false all_data = {params = {CurrentVoltage = 0,CurrentTemperature = 0, CurrentHumidity = 0,Atmosphere = 0, Altitude = 0,DetectDistance = 0,CPUTemperature = 0}} function US_100() --US-100超声波测距模块读取数据 uart.write(1, string.char(0x55)) --发送16进制0x55 sys.wait(50) --延时50毫秒 local hData,lData = string.byte(uart.read(1, 2),1,2) --串口接收2字节 uart.rxClear(1) --清空接收缓存 if hData and lData then --判断是否接收到数据 local Distance_mm = tonumber((hData * 256 ) + lData) --将高8位左移8位后和低8位数据相加 if Distance_mm > 4500 then --判断是否超出测量范围 Distance_mm = 4500 end --log.info("超声波："..Distance_mm.."mm") --日志输出距离 return (Distance_mm / 10) --算出cm并返回 end end -- https://blog.zeruns.com sys.taskInit(function() -- 创建一个线程，读取各个传感器数据 sys.wait(500) -- 延时500毫秒 aht10.init(softI2C) -- 初始化AHT10,传入i2c_id bmx.init(softI2C) -- 初始化BMP180,传入i2c_id uart.setup(1, 9600, 8, 1, uart.NONE) --初始化串口1 adc.open(0) -- 打开adc通道0,并读取 adc.open(adc.CH_CPU)-- 打开ADC通道-CPU内部温度通道 --adc.setRange(adc.ADC_RANGE_3_8) -- 开启ADC0,1分压电阻，范围0~3.8V sys.wait(500) -- 延时500毫秒 local RH_sum, Temp_sum, Press_sum, High_sum, distance_sum,BAT_Voltage_sum,CPU_T_sum = 0,0,0,0,0,0,0 --总和，求平均值用 local avg_count, avg_count2,avg_count3,avg_count4,avg_count5 = 0,0,0,0,0 while 1 do aht10_data = aht10.get_data() --读取AHT10的数据 bmx_data = bmx.get_data() --读取BMP10的数据 distance_C = US_100() --读取US-100的数据 -- 电池电压采样，分压电阻比例：4.7K/10K BAT_Voltage_C = ((adc.get(0) / 1000 / 1007) * 1473) -- 读取AD0电压值，计算电池电压 CPU_T_C = adc.get(adc.CH_CPU) / 1000 -- 读取CPU温度 -- AHT10温湿度平均值计算 if aht10_data.RH and aht10_data.T then --判断AHT10是否读取到数据 all_data.params.CurrentTemperature = aht10_data.T all_data.params.CurrentHumidity = aht10_data.RH*100 if avg_count < 6 then --判断是否小于3，累加计平均值 RH_C,Temp_C = aht10_data.RH*100, aht10_data.T --读取温度和湿度的当前值 RH_sum = RH_C + RH_sum Temp_sum = Temp_C + Temp_sum avg_count = avg_count + 1 elseif avg_count == 6 then RH = RH_sum / 6 -- 算出湿度平均值 Temp = Temp_sum / 6 -- 算出温度平均值 log.info("AHT10_data.RH: "..(string.format("%.2f", RH)).." %"," AHT10_data.T: "..(string.format("%.2f", Temp)).." ℃") --日志输出 AHT10_flag = true -- 标志位置位，数据采集完毕 sys.publish("MQTT_P") -- 发布消息，数据采集计算完毕，MQTT可以上报了 avg_count,RH_sum,Temp_sum = 0,0,0 --计数值和总和清零 end end --BMP180气压和高度平均值计算 if bmx_data.press and bmx_data.high then all_data.params.Atmosphere = bmx_data.press all_data.params.Altitude = bmx_data.high if avg_count2 < 10 then --判断是否小于10，累加计平均值 Press_C,High_C = bmx_data.press, bmx_data.high --读取气压和高度的当前值 Press_sum = Press_C + Press_sum High_sum = High_C + High_sum avg_count2 = avg_count2 + 1 elseif avg_count2 == 10 then Press = Press_sum / 10 High = High_sum / 10 log.info("BMP180_data.press: "..(string.format("%.2f", Press)).." hPa"," BMP180_data.high: "..(string.format("%.2f", High)).." m") BMP180_flag = true sys.publish("MQTT_P") avg_count2,Press_sum,High_sum=0,0,0 end end -- US-100超声波测距 距离平均值计算 if distance_C then --判断是否读取到数据 all_data.params.DetectDistance = distance_C if avg_count3 < 3 then distance_sum = distance_C + distance_sum avg_count3 = avg_count3 + 1 elseif avg_count3 == 3 then distance = distance_sum / 3 log.info("US-100: "..(string.format("%.1f", distance)).." cm") US100_flag = true sys.publish("MQTT_P") avg_count3,distance_sum = 0,0 end end -- 电池电压 if BAT_Voltage_C then --判断是否读取到数据 all_data.params.CurrentVoltage = BAT_Voltage_C if avg_count4 < 20 then BAT_Voltage_sum = BAT_Voltage_C + BAT_Voltage_sum avg_count4 = avg_count4 + 1 elseif avg_count4 == 20 then BAT_Voltage = BAT_Voltage_sum / 20 log.info("BAT_Voltage: "..(string.format("%.2f", BAT_Voltage)).." V") BAT_Voltage_flag = true sys.publish("MQTT_P") avg_count4,BAT_Voltage_sum = 0,0 end end -- CPU温度 if CPU_T_C then --判断是否读取到数据 all_data.params.CPUTemperature = CPU_T_C if avg_count5 < 20 then CPU_T_sum = CPU_T_C + CPU_T_sum avg_count5 = avg_count4 + 1 elseif avg_count5 == 20 then CPU_T = CPU_T_sum / 20 log.info("CPU_T: "..(string.format("%.2f", CPU_T)).." ℃") CPU_T_flag = true sys.publish("MQTT_P") avg_count5,CPU_T_sum = 0,0 end end sys.wait(500) end end) --sys.taskInit(function() --创建一个任务，超声波测距，1.5秒一次 uart.setup(1, 9600, 8, 1, uart.NONE) --初始化串口1 sys.wait(1000) while 1 do distance = US_100() --读取US-100的数据 if distance then --判断是否读取到数据 log.info("US-100: "..(string.format("%.1f", distance)).." cm") US100_flag = true sys.publish("MQTT_P") end sys.wait(1500) end end) sys.taskInit(function() --创建一个线程，MQTT初始化和数据上报 mqttc = mqtt.create(nil, "a1sJbDQiEqr.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com", 1883,true,true) mqttc:auth(client_id, user_name, password) mqttc:keepalive(120) -- 默认值240s mqttc:autoreconn(true, 3000) -- 自动重连机制 mqttc:on(function(mqtt_client, event, data, payload) if event == "conack" then sys.publish("mqtt_conack") log.info("mqtt", "mqtt已连接") mqtt_client:subscribe("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/service/property/set") elseif event == "recv" then log.info("mqtt", "收到消息", data, payload) local mqtt_date = json.decode(payload) elseif event == "sent" then log.info("mqtt", "sent", "pkgid", data) end end) mqttc:connect() while true do sys.waitUntil("MQTT_P", 3000) if AHT10_flag then local json_str = json.encode({params = {CurrentTemperature = Temp, CurrentHumidity = RH}}, "2f") -- 数据改成JSON格式，保留2位小数 mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性 mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性 AHT10_flag = false end if BMP180_flag then local json_str = json.encode({params = {Atmosphere = Press, Altitude = High}}, "2f") -- 数据改成JSON格式，保留2位小数 mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性 mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性 BMP180_flag = false end if US100_flag then local json_str = json.encode({params = {DetectDistance = distance}}, "1f") -- 数据改成JSON格式，保留2位小数 mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性 mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性 US100_flag = false end if BAT_Voltage_flag then local json_str = json.encode({params = {CurrentVoltage = BAT_Voltage}}, "2f") -- 数据改成JSON格式，保留2位小数 mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性 mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性 BAT_Voltage_flag = false end if CPU_T_flag then local json_str = json.encode({params = {CPUTemperature = CPU_T}}, "2f") -- 数据改成JSON格式 mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", json_str) -- MQTT上报属性 mqttc:publish("/"..ProductKey.."/".. DeviceName.."/user/update", json.encode(all_data,"2f")) -- MQTT上报属性 CPU_T_flag = false end end end) -- https://blog.zeruns.com sys.taskInit(function() u8g2.begin({ic = "ssd1306",direction = 0,mode="i2c_hw",i2c_id=1,i2c_speed = i2c.FAST}) -- direction 可选0 90 180 270 u8g2.ClearBuffer() --清屏 u8g2.SetFont(u8g2.font_opposansm10) --切换字体 u8g2.DrawUTF8("IMEI:", 0, 16) u8g2.DrawUTF8(mobile.imei(), 0, 32) u8g2.SendBuffer() --ntp同步时间 --socket.sntp() socket.sntp({"ntp.aliyun.com","ntp1.aliyun.com","ntp2.aliyun.com"}) --sntp自定义服务器地址 --socket.sntp(nil, socket.ETH0) --sntp自定义适配器序号 sys.subscribe("NTP_UPDATE", function() log.info("sntp", "time", os.date()) sys.publish("NTP_OK") end) sys.subscribe("NTP_ERROR", function() log.info("socket", "sntp error") socket.sntp() end) sys.wait(1000) sys.waitUntil("NTP_OK", 3000) u8g2.ClearBuffer() --清屏 u8g2.SetFont(u8g2.font_opposansm10) --切换字体 u8g2.DrawUTF8(os.date("%Y-%m-%d"), 0, 16) --显示时间 u8g2.DrawUTF8(os.date("%H:%M:%S"), 0, 32) --显示时间 local IP = socket.localIP() --显示IP地址 if IP then u8g2.DrawUTF8("IP:"..IP, 0, 63) end u8g2.SendBuffer() sys.wait(2500) while true do u8g2.ClearBuffer() --清屏 u8g2.SetFont(u8g2.font_sarasa_m10_ascii) if Temp_C then u8g2.DrawUTF8("T:"..(string.format("%.2f", Temp_C)).."°C", 0, 16) end if RH_C then u8g2.DrawUTF8("RH:"..(string.format("%.2f", RH_C)).."%", 0, 32) end if Press_C then u8g2.DrawUTF8("P:"..(string.format("%.2f", Press_C)).."hPa", 0, 48) end if distance_C then u8g2.DrawUTF8("D:"..(string.format("%.1f", distance_C)).."cm", 0, 63) end if High_C then u8g2.DrawUTF8("H:"..(string.format("%.2f", High_C)).."m", 61, 16) end if BAT_Voltage_C then u8g2.DrawUTF8("B:"..(string.format("%.2f", BAT_Voltage_C)).."V", 66, 32) end if CPU_T_C then u8g2.DrawUTF8("CPUT:"..(string.format("%d", CPU_T_C)).."°C", 63, 63) end u8g2.SendBuffer() --显示数据更新到屏幕 sys.wait(200) end end) sys.taskInit(function() --创建一个线程，500毫秒闪一次LED gpio.setup(27, 0) -- 设置gpio27为输出,且初始化电平为低,使用硬件默认上下拉配置 while true do gpio.toggle(27) --gpio翻转电平 sys.wait(500) end end) --[[ 支持字体 ["unifont_t_symbols","open_iconic_weather_6x_t","opposansm8","opposansm10","opposansm12","opposansm16","opposansm20", "opposansm24","opposansm32","sarasa_m8_ascii","sarasa_m10_ascii","sarasa_m12_ascii","sarasa_m14_ascii", "sarasa_m16_ascii","sarasa_m18_ascii","sarasa_m20_ascii","sarasa_m22_ascii"] ]] -- 用户代码已结束--------------------------------------------- -- 结尾总是这一句 sys.run() -- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!WiFi节点固件下载地址：https://url.zeruns.com/a7eXJmain.lua文件：-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息 PROJECT = "数据显示节点" VERSION = "1.0.5" -- sys库是标配 _G.sys = require("sys") require("sysplus") --添加硬狗防止程序卡死 wdt.init(9000)--初始化watchdog设置为6s wdt_timer_id = sys.timerLoopStart(function() wdt.feed() end, 2000) --2s喂一次狗 local ProductKey= "xxxxxx" --产品key local DeviceName= "xxxxxx" --改为你自己的设备名 local DeviceSecret = "xxxxxx" --改为你自己的设备密钥 local client_id, user_name, password = iotauth.aliyun(ProductKey, DeviceName ,DeviceSecret) --生成MQTT三元组 log.info("MQTT参数", client_id, user_name, password) local local_CPU_T_C = 0; local all_data = {params = {CurrentVoltage = 0,CurrentTemperature = 0, CurrentHumidity = 0, Atmosphere = 0, Altitude = 0,DetectDistance = 0,CPUTemperature = 0}}; local key1_flag,key2_flag = false,false sys.taskInit(function() -- 创建一个线程 log.info("wlan", "wlan_init:", wlan.init()) -- 初始化wlan wlan.setMode(wlan.STATION) -- 设置wlan模式为STATION wlan.connect("Mate 40 Pro", "123456789", 1) -- 连接wlan网络 local result, data = sys.waitUntil("IP_READY",6000)-- 等待IP_READY事件 log.info("wlan", "IP_READY", result, data) -- 打印IP_READY事件的结果和数据 if result then socket.setDNS(socket.STA, 1, "114.114.114.114") log.info("wlan", "info", json.encode(wlan.getInfo())) -- 打印wlan网络的详细信息 sys.publish("WiFi_connected_OK",data) -- 发布消息，WiFi连接成功 --ntp同步时间 --socket.sntp() socket.sntp({"ntp.aliyun.com","time.windows.com","ntp.tencent.com","ntp2.aliyun.com"}, socket.STA) --sntp自定义服务器地址 --socket.sntp(nil, socket.STA) --sntp自定义适配器序号 -- 订阅NTP_UPDATE事件 sys.subscribe("NTP_UPDATE", function() sys.publish("NTP_OK") -- 发布消息，NTP同步时间成功 log.info("sntp", "time", os.date()) -- 打印系统时间 end) sys.subscribe("NTP_ERROR", function() log.info("socket", "sntp error") socket.sntp() end) else while true do sys.wait(1000) end end adc.open(adc.CH_CPU)-- 打开ADC通道-CPU内部温度通道 local CH_CPU = adc.get(adc.CH_CPU) / 1000 -- 读取CPU温度 if CH_CPU then -- 判断数据是否有效 local_CPU_T_C = CH_CPU end mqttc = mqtt.create(nil, "a1sJbDQiEqr.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com", 1883,true) -- 创建MQTT客户端 mqttc:auth(client_id, user_name, password) -- 进行MQTT身份验证 mqttc:keepalive(60) -- 设置MQTT保活时间，默认值为60秒 mqttc:autoreconn(true, 3000) -- 开启自动重连机制 mqttc:on(function(mqtt_client, event, data, payload)-- 定义MQTT事件回调函数 if event == "conack" then -- 当收到连接确认事件（conack）时 sys.publish("mqtt_conack") -- 发布一个mqtt_conack消息 log.info("mqtt", "mqtt已连接") -- 打印连接成功信息 mqtt_client:subscribe("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/service/property/set") -- 订阅指定主题 mqtt_client:subscribe("/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/user/get") elseif event == "recv" then -- 当收到消息事件（recv）时 if data == "/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/user/get" then -- 判断接收主题 all_data = json.decode(payload) -- 解析消息内容为JSON格式 mqttc:publish("/sys/"..ProductKey.."/"..DeviceName.."/thing/event/property/post", payload) -- MQTT上报属性 else log.info("mqtt", "收到消息", data, payload) -- 打印接收消息信息 local mqtt_date = json.decode(payload) -- 解析消息内容为JSON格式 end elseif event == "sent" then -- 当发送消息事件（sent）时 --log.info("mqtt", "sent", "pkgid", data)-- 打印发送消息信息 end end) mqttc:connect() while true do local CH_CPU = adc.get(adc.CH_CPU) / 1000 -- 读取CPU温度 if CH_CPU then -- 判断数据是否有效 CPU_T_C = CH_CPU end gpio.toggle(12) --gpio翻转电平 sys.wait(500) end end) sys.taskInit(function() -- 创建一个线程 spi.setup(2, 7, 0, 0, 8, 80 * 1000 * 1000, spi.MSB, 1, 1) -- 初始化SPI log.info("lcd.init", lcd.init("st7789",{ port = 2, -- spi端口 -- pin_cs = 7, -- SPI片选 pin_dc = 8, -- lcd数据/命令选择引脚 -- pin_pwr = 18, -- lcd背光引脚 可选项,可不设置 pin_rst = 6, -- lcd复位引脚 direction = 2, -- lcd屏幕方向 0:0° 1:180° 2:270° 3:90° w = 320, -- lcd 水平分辨率 h = 172, -- lcd 垂直分辨率 xoffset = 0, -- x偏移(不同屏幕ic 不同屏幕方向会有差异) yoffset = 34; -- y偏移(不同屏幕ic 不同屏幕方向会有差异) })) log.info("lvgl", lvgl.init()) --- 初始化LVGL local style_screen_label_main = lvgl.style_create() -- 创建一个名为 style_screen_label_main 的样式对象 lvgl.style_set_text_font(style_screen_label_main, lvgl.STATE_DEFAULT, lvgl.font_get("opposans_m_16")) -- 设置标签的默认字体 local Init_scr = lvgl.obj_create(nil, nil) -- 创建一个屏幕对象 lvgl.scr_load(Init_scr) -- 加载屏幕对象，显示在显示器上 local spinner = lvgl.spinner_create(Init_scr, nil) -- 创建一个旋转图标对象 lvgl.obj_set_size(spinner, 100, 100) -- 设置旋转图标对象的大小 lvgl.obj_align(spinner, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, -20) -- 将旋转图标对象居中对齐 local label_WiFiConnecting = lvgl.label_create(Init_scr, nil) -- 创建一个标签对象 lvgl.label_set_recolor(label_WiFiConnecting, true) -- 开启标签的重新上色功能，即当文本内容发生变化时自动更新颜色 lvgl.obj_add_style(label_WiFiConnecting, lvgl.LABEL_PART_MAIN, style_screen_label_main) -- 将样式对象分配给标签对象的main部分 lvgl.label_set_text(label_WiFiConnecting, "WiFi连接中...") -- 设置标签对象的文本内容 lvgl.label_set_align(label_WiFiConnecting, lvgl.LABEL_ALIGN_CENTER) -- 设置标签对象的文本对齐方式为居中对齐 lvgl.obj_align(label_WiFiConnecting, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 46) -- 将标签对象居中对齐 local result, ip_data = sys.waitUntil("WiFi_connected_OK", 5000) -- 等待WiFi连接成功的消息，超时5秒 if result == false then lvgl.label_set_text(label_WiFiConnecting, "#ff0000 WiFi连接失败!#\n请重启设备,或检查网络") -- 设置标签对象的文本内容（显示WiFi连接失败） lvgl.label_set_align(label_WiFiConnecting, lvgl.LABEL_ALIGN_CENTER) -- 设置标签对象的文本对齐方式为居中对齐 lvgl.obj_align(label_WiFiConnecting, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 51) -- 将标签对象居中对齐 while true do sys.wait(1000) -- 循环等待，防止程序继续执行 end end lvgl.label_set_text(label_WiFiConnecting, "WiFi连接成功!") -- 设置标签对象的文本内容（显示WiFi连接成功） lvgl.label_set_align(label_WiFiConnecting, lvgl.LABEL_ALIGN_CENTER) -- 设置标签对象的文本对齐方式为居中对齐 lvgl.obj_align(label_WiFiConnecting, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 51) -- 将标签对象居中对齐 sys.wait(500) -- 等待500毫秒 lvgl.obj_del(label_WiFiConnecting) -- 删除标签对象 lvgl.obj_align(spinner, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 0) -- 将旋转图标对象居中对齐 local label_Init_log = lvgl.label_create(Init_scr, nil) -- 创建一个标签对象 lvgl.label_set_recolor(label_Init_log, true) -- 开启标签的重新上色功能，即当文本内容发生变化时自动更新颜色 lvgl.label_set_align(label_Init_log, lvgl.LABEL_ALIGN_LEFT) -- 设置标签对象的文本对齐方式为左对齐 lvgl.obj_align(label_Init_log, nil, lvgl.ALIGN_IN_TOP_LEFT, 10, 5) -- 将标签对象对齐到屏幕的左上角 local Init_log = "#0000ff 初始化日志: #\nWiFi连接成功!\n" -- 初始化日志信息 lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 Init_log = Init_log.."IP: "..ip_data.."\n连接MQTT服务器中...\n" -- 更新日志信息 lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 if sys.waitUntil("mqtt_conack", 10000) == false then Init_log = Init_log.."#ff0000 连接MQTT服务器失败!\n请重启设备!#\n" -- 更新日志信息（显示MQTT连接失败） lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 mqttc:disconnect() -- 断开MQTT连接 mqttc:close() -- 关闭MQTT连接 while true do sys.wait(1000) -- 循环等待，防止程序继续执行 end end Init_log = Init_log.."连接MQTT服务器成功!\n" -- 更新日志信息（显示MQTT连接成功） lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 Init_log = Init_log.."NTP时间同步中...\n" -- 更新日志信息 lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 local result = sys.waitUntil("NTP_OK", 3500) -- 等待NTP时间同步成功的消息，超时3秒 if result then Init_log = Init_log.."NTP时间同步成功!\n" -- 更新日志信息（显示NTP时间同步成功） lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 else Init_log = Init_log.."NTP时间同步失败!\n" -- 更新日志信息（显示NTP时间同步失败） lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 end Init_log = Init_log.."当前时间: "..(os.date("%Y-%m-%d %H:%M:%S")).."\n" -- 更新日志信息（显示当前时间） lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 Init_log = Init_log.."系统初始化完成!\n" -- 更新日志信息（显示系统初始化完成） lvgl.label_set_text(label_Init_log, Init_log) -- 设置标签对象的文本内容 sys.wait(2000) local alldata_scr = lvgl.obj_create(nil, nil) -- 创建一个屏幕对象用于显示所有数据，没有父对象和样式 lvgl.scr_load(alldata_scr) -- 加载屏幕对象，显示在显示器上 local label_alldata = lvgl.label_create(alldata_scr, nil) -- 创建一个 Label 对象，用于显示所有数据 lvgl.label_set_recolor(label_alldata, true) -- 开启标签的重新上色功能，即当文本内容发生变化时自动更新颜色 lvgl.label_set_align(label_alldata, lvgl.LABEL_ALIGN_LEFT) -- 设置标签的对齐方式为左对齐 lvgl.obj_align(label_alldata, nil, lvgl.ALIGN_IN_TOP_LEFT, 10, 5) -- 将标签对齐到屏幕的左上角，距离左边距 10 像素，上边距 5 像素 lvgl.obj_add_style(label_alldata, lvgl.LABEL_PART_MAIN, style_screen_label_main)-- 将样式对象分配给 label_alldata 标签的 main 部分 local label_time = lvgl.label_create(alldata_scr, nil) -- 创建一个 Label 对象，用于显示当前时间 lvgl.label_set_text(label_time, os.date("%Y-%m-%d").."\n"..os.date("%H:%M:%S")) lvgl.label_set_align(label_time, lvgl.LABEL_ALIGN_CENTER) -- 设置标签的对齐方式为居中对齐 lvgl.obj_align(label_time, nil, lvgl.ALIGN_IN_TOP_RIGHT, -25, 10)-- 将标签对齐到屏幕的有上角，距离左边距 10 像素，上边距 5 像素 lvgl.obj_add_style(label_time, lvgl.LABEL_PART_MAIN, style_screen_label_main) lvgl.obj_del(Init_scr) local chart_scr = lvgl.obj_create(nil, nil) -- 创建一个屏幕对象用于显示图表，没有父对象和样式 local chart = lvgl.chart_create(chart_scr, nil); lvgl.obj_set_size(chart, 310, 150); lvgl.obj_align(chart, nil, lvgl.ALIGN_CENTER, 0, 0); lvgl.chart_set_type(chart, lvgl.CHART_TYPE_LINE); --Show lines and points too*/ lvgl.chart_set_point_count(chart, 20) lvgl.chart_set_y_range(chart, lvgl.CHART_AXIS_PRIMARY_Y, 0, 100) local ser1 = lvgl.chart_add_series(chart, lvgl.color_make(0xFF, 0x00, 0x00)); local ser2 = lvgl.chart_add_series(chart, lvgl.color_make(0x00, 0x80, 0x00)); -- 打印内存占用 log.info("mem.lua", rtos.meminfo()) log.info("mem.sys", rtos.meminfo("sys")) while true do lvgl.label_set_text(label_alldata, string.format(#0000ff 环境温度: %.2f°C# #ff00ff 环境湿度: %.2f%%# #ff0000 气压: %.2fhPa# #800080 海拔高度: %.2fm# #0000ff 超声波测距: %.2fcm# #ff00ff 远程节点电池电压: %.2fV# #ff0000 远程节点CPU温度: %.0f°C# #800080 本地节点CPU温度: %.0f°C# ,all_data.params.CurrentTemperature,all_data.params.CurrentHumidity,all_data.params.Atmosphere, all_data.params.Altitude,all_data.params.DetectDistance,all_data.params.CurrentVoltage, all_data.params.CPUTemperature,local_CPU_T_C)); -- 设置标签文本 lvgl.label_set_text(label_time, os.date("%Y-%m-%d").."\n"..os.date("%H:%M:%S")) lvgl.chart_set_next(chart, ser1, all_data.params.CurrentTemperature); lvgl.chart_set_next(chart, ser2, all_data.params.CurrentHumidity); lvgl.chart_refresh(chart); if key1_flag then lvgl.scr_load(chart_scr) key1_flag = false end if key2_flag then lvgl.scr_load(alldata_scr) key2_flag = false end gpio.toggle(12) --gpio翻转电平 sys.wait(300) end end) sys.taskInit(function() --创建一个线程，500毫秒闪一次LED gpio.setup(13, 0) -- 设置gpio13为输出,且初始化电平为低,使用硬件默认上下拉配置 gpio.setup(12, 0) -- 设置gpio12为输出,且初始化电平为低,使用硬件默认上下拉配置 while true do gpio.toggle(13) --gpio翻转电平 sys.wait(500) end end) sys.taskInit(function() --创建一个线程，按键扫描 gpio.setup(18, nil, gpio.PULLUP) gpio.setup(19, nil, gpio.PULLUP) while true do if gpio.get(18) == 0 then sys.wait(20) if gpio.get(18) == 0 then key1_flag = true end end if gpio.get(19) == 0 then sys.wait(20) if gpio.get(19) == 0 then key2_flag = true end end sys.wait(50) end end) --[[ 支持的字体 ["sarasa_m8_ascii","sarasa_m10_ascii","sarasa_m12_ascii", "sarasa_m14_ascii","sarasa_m16_ascii","sarasa_m18_ascii","sarasa_m20_ascii","sarasa_m22_ascii"] ]] -- 用户代码已结束--------------------------------------------- -- 结尾总是这一句 sys.run() -- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!用到的硬件用到的硬件模块和购买地址：4G模块：Air700E，https://s.click.taobao.com/gMXE14uWiFi模块：ESP32-C3，https://s.click.taobao.com/VU6E14u温湿度传感器：AHT10，https://s.click.taobao.com/0bmD14u气压传感器：BMP180，https://s.click.taobao.com/lj5E14u超声波测距模块：US-100（用串口通信模式），https://s.click.taobao.com/K0o5X3uLCD屏幕：1.47寸的ST7789，分辨率172*320，https://s.click.taobao.com/qalD14uOLED屏幕：0.96寸的SSD1306，I2C接口，https://s.click.taobao.com/otWD14u电池充放电芯片：IP5306-CK（注意要买CK版本的，普通版本的放电电流太小时会自动关断输出，不适合单片机用），https://s.click.taobao.com/eu85X3u电池：亿纬35V-18650，3500mAh，https://s.click.taobao.com/uUc5X3u元器件购买推荐立创商城，优惠注册链接：https://activity.szlcsc.com/invite/D03E5B9CEAAE70A4.html板上所有元器件都可以在立创商城买到，在开源链接里的BOM表那点立即到立创商城下单可将用到的元器件一键导入到购物车。物联网平台设置说明首先到阿里云物联网平台新建产品，节点类型选直连设备。设置功能定义：接着添加两个设备修改好脚本中的产品密钥等参数，然后将固件和脚本下载到Air700E中，看看设备能不能正常上线并上传数据。到 消息转发→云产品流转 那里创建数据源：点击刚创建的数据源右边的查看，然后添加Topic，第一个选择自定义，第二个选择你创建的产品，第三个选择你的4G节点的设备，第四个选择user/update创建数据目的地，选择操作选发布到另一个 Topic，产品也是选你上面创建的产品。创建解析器，然后点击前往编辑，或者点击右边的查看。关联数据源选你刚刚创建的数据源：关联数据目的选你刚刚创建的数据目的地到解析器脚本这里，将deviceName()改成你WiFi节点的设备名，如下图所示。编辑完后点发布，然后启动即可，接着就会自动把 /ProductKey/DeviceName/user/update 主题的数据转发到 /ProductKey/DeviceName/user/get 主题了。其他开源项目推荐STM32F030C8T6最小系统板和流水灯（原理图和PCB）：https://blog.zeruns.com/archives/715.html画了个 MSP430F149的最小系统板 开源出来了：https://blog.zeruns.com/archives/713.html2007年电赛电源题：30到36V可调升压DCDC模块（UC3843）：https://oshwhub.com/zeruns/36v-sheng-ya-dcdc-mo-kuai-uc3842STC12C5A60S2最小系统板/51单片机温度显示和温度控制风扇：https://blog.zeruns.com/archives/721.html移植好U8g2图形库的STM32F407标准库工程模板：https://blog.zeruns.com/archives/722.html沁恒CH32V307VCT6最小系统板开源：https://blog.zeruns.com/archives/726.htmlLM25118自动升降压可调DCDC电源模块：https://blog.zeruns.com/archives/727.htmlEG1164大功率同步整流升压模块开源，最高效率97%：https://blog.zeruns.com/archives/730.html推荐文章高性价比和便宜的VPS/云服务器推荐: https://blog.zeruns.com/archives/383.html我的世界服务器搭建教程：https://blog.zeruns.com/tag/mc/分享一下我家网络机柜，家庭网络设备推荐：https://blog.zeruns.com/archives/732.html香橙派 Orange Pi 3B（RK3566）开发板 开箱测评：https://blog.zeruns.com/archives/729.html给自己电脑升级了一下，换了显卡，盈通RTX3070：https://blog.zeruns.com/archives/746.html
STM32读取SHT3x系列温湿度传感器，标准库和HAL库
AI摘要 STM32通过硬件I2C和软件模拟IIC读取SHT3x温湿度传感器数据并显示在OLED屏上，包含标准库和HAL库代码实现。 此内容根据文章生成，仅用于文章内容的解释与总结 STM32读取SHT3x系列(SHT30、SHT31、SHT35)温湿度传感器的数据并显示在0.96寸OLED屏上。我下面提供两份代码，一份是标准库使用硬件I2C的，另一份是HAL库使用软件模拟IIC的。我用的单片机是STM32F103C8T6，温湿度传感器是SHT30。STM32软件I2C读取AM2320温湿度传感器数据：https://blog.zeruns.com/archives/695.htmlSTM32使用硬件I2C读取SHTC3温湿度传感器：https://blog.zeruns.com/archives/692.htmlSTM32单片机读取AHT10温湿度传感器数据：https://blog.zeruns.com/archives/693.html电子/单片机技术交流群：2169025065实现效果图I2C协议简介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（那些电平转化芯片），现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。I2C只有一跟数据总线 SDA(Serial Data Line)，串行数据总线，只能一位一位的发送数据，属于串行通信，采用半双工通信半双工通信：可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替进行，其实也可以理解成一种可以切换方向的单工通信，同一时刻必须只能一个方向传输，只需一根数据线.对于I2C通讯协议把它分为物理层和协议层物理层规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性（硬件部分），确保原始数据在物理媒体的传输。协议层主要规定通讯逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准（软件层面）。I2C物理层I2C 通讯设备之间的常用连接方式(1) 它是一个支持多设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。在一个 I2C 通讯总线中，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。(2) 一个 I2C 总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线SDA（Serial Data Line ），一条串行时钟线SCL（Serial Data Line ）。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步(3) 总线通过上拉电阻接到电源。当 I2C 设备空闲时会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。I2C通信时单片机GPIO口必须设置为开漏输出，否则可能会造成短路。关于更多STM32的I2C相关信息和使用方法可以看这篇文章：https://url.zeruns.com/JC0Ah我这里就不详细讲解了。SHT3x温湿度传感器SHT3x数据手册下载地址：原版：https://url.zeruns.com/uWNnP 提取码：icqu中文版(机翻)：https://url.zeruns.com/n9b9t 提取码：vedy浏览数据手册可以得到一个大概信息，SHT30是一个可以检测温度和湿度的传感器，温度范围：-40℃\~125℃湿度范围：0%\~100%工作电压：2.4v\~5.5v通讯方式：i2c时钟频率：0 \~ 1000kHz找到如下几个关键信息SHT3x设备地址和读写命令SHT3x的地址可以通过第2个引脚接高或低电平来设置，我在淘宝买的模块的传感器2脚是通过一个电阻接到VCC，也就是默认是0x44。在实际的使用过程中，SHT3x的设备地址需要与读写数据/命令方向位组成一个字节同时发送，字节的最低位为读写数据/命令方向位，高7位是SHT3x的设备地址。如果要通过I2C写数据或命令给SHT3x，在I2C起始信号之后，需要发送“1000 1000”，即0x88给SHT3x，除了通过高7位“1000 100”（0x44）的设备地址寻址还通过最低位“0”通知SHT3x接下来是写数据或命令操作。如果要通过I2C读取SHT3x中的数据，在I2C起始信号之后，需要发送“1000 1001”，即0x89给SHT3x，除了通过高7位“1000 100”的设备地址寻址还通过最低位“1”通知SHT3x接下来是读取数据的操作。简单来说就是，0x88表示写数据，0x89表示读数据。不过使用STM32硬件I2C时只需要输入0x88就行，最低位标准库会处理的。读取温湿度数据可知，不同的命令，获取的数据方式不一样，有单次测量和周期测量模式，还有一个Clock Stretching Enable 和 Disable的区别。Clock Stretching是时钟拉伸的意思。如果使用Clock Stretching Enable命令的话，那么发送完测量命令之后，在SHT3x测量温度湿度数据的过程中，SHT3x会拉低I2C的时钟线SCL，通过这样来禁止主机发送命令给SHT3x，只有当SHT3x完成温度湿度数据测量时，SHT3x才会释放时钟线SCL。如果使用Clock Stretching Disable命令的话，在SHT3x测量数据的过程中，SHT3x并不会拉低I2C的时钟线SCL，只是如果主机在SHT3x测量数据的过程中发送命令或数据的时候，发送读取指令SHT3x是会返回非应答信号的，只有测量完成再发送读取指令才会返回应答信号。周期测量模式可以让传感器自动测量并保存数据，可以设置每秒测量0.5/1/2/4/10次，然后通过读取指令0xE000可以读取最新的测量结果。从数据手册可知，一个测量周期包概括2个步骤：发送测量命令读取测量完成之后的数据。 以上测量命令和读取命令可以在数据手册中查询。总结如下：发送测量命令：先发送写入指令（0x88），再发送唤醒指令高位（0x2C）,再发送唤醒指令低位（0x0D）。读取数据并等待测量完成：发送读取指令（0x89），等待从机释放SCL总线。接收数据：连续接收6个字节数据。这6个字节的第1-2个字节就是温度数值，第3个字节是温度校验。第4-5个字节是湿度数值，第6个字节是湿度校验。接收最后一个字节后发送非应答信号。处理数据：对数据进行CRC校验并处理。数据的计算由SHT3x数据手册可知例如：采集到的湿度数值是0x6501，换算成十进制是25857。则：湿度 = 100 * 25857 / (65536 - 1) = 39.45 （单位：%）采集到的温度数值是0x6600，换算成十进制是26112。则：温度 = -45 + 175 * 26112 / (65536 - 1) = 24.72 （单位：℃）需要用的元件STM32最小系统板：https://s.click.taobao.com/AJEGiNuSHT3x模块：https://s.click.taobao.com/55xGiNuOLED模块：https://s.click.taobao.com/0dlG0Ou杜邦线：https://s.click.taobao.com/xAkAJRu面包板：https://s.click.taobao.com/ShJAJRuST-LINK V2：https://s.click.taobao.com/C8ftZRu程序这里就放出标准库版的main.c、SHT3x.c和oled.c这三个主要的代码，其他的请下载下面链接的压缩包。标准库版：https://url.zeruns.com/a49EX 提取码：8nn5HAL库版：https://url.zeruns.com/p3og4 提取码：v9wcSHT3x和OLED模块的SCL接PB6，SDA接PB7。使用VSCode代替Keil实现STM32和51单片机的开发：https://blog.zeruns.com/archives/690.htmlmain.c#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "OLED.h" #include "IWDG.h" #include "SHT3x.h" uint16_t numlen(uint16_t num); int main(void) { IWDG_Configuration(); //初始化看门狗 OLED_Init(); //初始化OLED屏 SHT3x_Init(); //初始化SHT3x /*OLED_ShowString(1, 1, "T:"); OLED_ShowString(3, 1, "H:");*/ uint8_t Chinese[]={0,1}; OLED_ShowChinese(1,1,Chinese,2);//温度 uint8_t Chinese1[]={2,3}; OLED_ShowChinese(3,1,Chinese1,2);//湿度 uint8_t Chinese2[]={4}; OLED_ShowChinese(1,11,Chinese2,1);//℃ uint32_t a=0; uint16_t err_count=0; while (1) { a++; OLED_ShowNum(2, 14, a, 2); if(a==99)a=0; float Temp,Hum; //声明变量存放温湿度数据 if(ReadSHT3x(&Hum,&Temp)) //读取温湿度数据 { if(Temp>=0) { char String[10]; sprintf(String, "+%.2f", Temp);//格式化字符串输出到字符串变量 OLED_ShowString(1, 5, String); //显示温度 sprintf(String, " %.2f%%", Hum); //格式化字符串输出到字符串变量 OLED_ShowString(3, 5, String); //显示湿度 }else { char String[10]; sprintf(String, "%.2f", Temp);//格式化字符串输出到字符串变量 OLED_ShowString(1, 5, String); //显示温度 sprintf(String, " %.2f%%", Hum); //格式化字符串输出到字符串变量 OLED_ShowString(3, 5, String); //显示湿度 } } else { err_count++; OLED_ShowNum(1,14, err_count, 2); //显示错误次数计数 } /* https://blog.zeruns.com */ Delay_ms(200); //延时200毫秒 IWDG_FeedDog(); //喂狗（看门狗，超过1秒没有执行喂狗则自动复位） } } /** * @brief 计算整数长度 * @param num 要计算长度的整数 * @retval 长度值 */ uint16_t numlen(uint16_t num) { uint16_t len = 0; // 初始长度为0 for(; num > 0; ++len) // 判断num是否大于0，否则长度+1 num /= 10; // 使用除法进行运算，直到num小于1 return len; // 返回长度的值 }SHT3x.c#include "stm32f10x.h" #include "Delay.h" /*SHT3x地址*/ #define SHT3x_ADDRESS 0x44<<1 //从机地址是7位，所以左移一位 /*设置使用哪一个I2C*/ #define I2Cx I2C1 /* https://blog.zeruns.com */ /** * @brief CRC校验，CRC多项式为：x^8+x^5+x^4+1，即0x31 * @param DAT 要校验的数据 * @retval 校验码 */ uint8_t SHT3x_CRC_CAL(uint16_t DAT) { uint8_t i,t,temp; uint8_t CRC_BYTE; CRC_BYTE = 0xFF; temp = (DAT>>8) & 0xFF; for(t = 0; t < 2; t++) { CRC_BYTE ^= temp; for(i = 0;i < 8;i ++) { if(CRC_BYTE & 0x80) { CRC_BYTE <<= 1; CRC_BYTE ^= 0x31; } else { CRC_BYTE <<= 1; } } if(t == 0) { temp = DAT & 0xFF; } } return CRC_BYTE; } /*发送起始信号*/ void SHT3x_I2C_START(){ while( I2C_GetFlagStatus(I2Cx, I2C_FLAG_BUSY));//等待总线空闲 I2C_GenerateSTART(I2Cx, ENABLE);//发送起始信号 while( I2C_CheckEvent(I2Cx,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)==ERROR);//检测EV5事件 } /*发送停止信号*/ void SHT3x_I2C_STOP(){ I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE);//发送停止信号 } /** * @brief 发送两个字节数据 * @param MSB 高8位 * @param LSB 低8位 * @retval 无 */ void SHT3x_WriteByte(uint8_t MSB,uint8_t LSB) { SHT3x_I2C_START(); //发送起始信号 I2C_Send7bitAddress(I2Cx, SHT3x_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter); //发送设备写地址 while(I2C_CheckEvent(I2Cx,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)==ERROR); //检测EV6事件 I2C_SendData(I2Cx, MSB);//发送高8位数据 while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));//检测EV8事件 I2C_SendData(I2Cx, LSB);//发送低8位数据 while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));//检测EV8事件 I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE);//发送停止信号 } /** * @brief 读取数据 * @retval 读取到的字节数据 */ uint8_t SHT3x_ReadData() { while (!I2C_CheckEvent(I2Cx,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));//检测EV7事件 return I2C_ReceiveData(I2Cx);//读取数据并返回 } /*软件复位SHT3x*/ void SHT3x_SoftReset(void) { SHT3x_WriteByte(0x30,0xA2); //重新初始化SHT3x } /*引脚初始化*/ void SHT3x_Init(void) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE); //使能I2C1时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOB时钟 /*STM32F103芯片的硬件I2C1: PB6 -- SCL; PB7 -- SDA */ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体配置GPIO GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; //设置输出模式为开漏输出，需接上拉电阻 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIO I2C_DeInit(I2Cx); //将外设I2C寄存器重设为缺省值 I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure; //定义结构体配置I2C I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C; //工作模式 I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2; //时钟占空比，Tlow/Thigh = 2 I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30; //主机的I2C地址,用不到则随便写，无影响 I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable; //使能应答位 I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;//设置地址长度7位 I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000; //I2C传输速度，400K，根据自己所用芯片手册查看支持的速度。 I2C_Init(I2Cx, &I2C_InitStructure); //初始化I2C I2C_Cmd(I2Cx, ENABLE); //启用I2C //SHT3x_WriteByte(0X27,0X21); //周期数据采集模式（每秒10次，Medium Repeatability） Delay_us(300);//延时300微秒 } /** * @brief 读取SHT3x数据 * @param *Hum 湿度 * @param *Temp 温度 * @retval 1 - 读取成功；0 - 读取失败 */ uint8_t ReadSHT3x(float *Hum,float *Temp) { uint16_t HumData,TempData,HumCRC,TempCRC;//声明变量存放读取的数据 //SHT3x_WriteByte(0XE0,0X00); //发送指令，获取数据，周期数据采集模式用 SHT3x_WriteByte(0X2C,0X0D); //发送单次测量指令（启动时钟延伸，Medium Repeatability） SHT3x_I2C_START();//发送起始信号 I2C_Send7bitAddress(I2Cx,SHT3x_ADDRESS,I2C_Direction_Receiver);//发送设备读地址 while( I2C_CheckEvent(I2Cx,I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED )==ERROR);//检测EV6事件 TempData = SHT3x_ReadData();//读取温度高8位数据 TempData=TempData<<8; //左移8位 TempData |= SHT3x_ReadData();//读取温度低8位数据 TempCRC = SHT3x_ReadData(); //读取温度CRC校验数据 HumData = SHT3x_ReadData(); //读取湿度高8位数据 HumData=HumData<<8; //左移8位 HumData |= SHT3x_ReadData();//读取湿度低8位数据 I2C_AcknowledgeConfig(I2Cx,DISABLE); //关闭应答信号 HumCRC = SHT3x_ReadData(); //读取湿度CRC校验数据 SHT3x_I2C_STOP(); //发送停止信号 I2C_AcknowledgeConfig(I2Cx,ENABLE); //开启应答信号 if( SHT3x_CRC_CAL(HumData)==HumCRC && SHT3x_CRC_CAL(TempData)==TempCRC ){ //对接收到数据进行CRC校验 *Hum = (float)HumData*100/(65536-1); //将接收的16位二进制数据转换为10进制湿度数据 *Temp = (float)TempData*175/(65536-1)-45; //将接收的16位二进制数据转换为10进制温度数据 return 1; } return 0; }oled.c#include "stm32f10x.h" #include "OLED_Font.h" /*OLED屏地址*/ #define OLED_ADDRESS 0x78 /*设置哪一个使用I2C*/ #define I2Cx I2C1 /* https://blog.zeruns.com */ /*引脚初始化*/ void OLED_I2C_Init(void) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE); //使能I2C1时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOB时钟 /*STM32F103芯片的硬件I2C: PB6 -- SCL; PB7 -- SDA */ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; //设置输出模式为开漏输出，需接上拉电阻 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); I2C_DeInit(I2Cx); //将外设I2C寄存器重设为缺省值 I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure; I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C; //工作模式 I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2; //时钟占空比，Tlow/Thigh = 2 I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x30; //主机的I2C地址,用不到则随便写，无影响 I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable; //使能应答位 I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;//设置地址长度7位 I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000; //I2C传输速度，400K，根据自己所用芯片手册查看支持的速度。 I2C_Init(I2Cx, &I2C_InitStructure); I2C_Cmd(I2Cx, ENABLE); } void I2C_WriteByte(uint8_t addr,uint8_t data) { while( I2C_GetFlagStatus(I2Cx, I2C_FLAG_BUSY)); //发送起始信号 I2C_GenerateSTART(I2Cx, ENABLE); //检测EV5事件 while( I2C_CheckEvent(I2Cx,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)==ERROR); //发送设备写地址 I2C_Send7bitAddress(I2Cx, OLED_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter); //检测EV6事件 while( I2C_CheckEvent(I2Cx,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)==ERROR); //发送要操作设备内部的地址 I2C_SendData(I2Cx, addr); //检测EV8_2事件 while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); I2C_SendData(I2Cx, data);//发送数据 while (!I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED)); //发送停止信号 I2C_GenerateSTOP(I2Cx, ENABLE); } /** * @brief OLED写命令 * @param Command 要写入的命令 * @retval 无 */ void OLED_WriteCommand(unsigned char Command)//写命令 { I2C_WriteByte(0x00, Command); } /** * @brief OLED写数据 * @param Data 要写入的数据 * @retval 无 */ void OLED_WriteData(unsigned char Data)//写数据 { I2C_WriteByte(0x40, Data); } /** * @brief OLED设置光标位置 * @param Y 以左上角为原点，向下方向的坐标，范围：0~7 * @param X 以左上角为原点，向右方向的坐标，范围：0~127 * @retval 无 */ void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X) { OLED_WriteCommand(0xB0 | Y); //设置Y位置 OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4)); //设置X位置低4位 OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F)); //设置X位置高4位 } /** * @brief OLED清屏 * @param 无 * @retval 无 */ void OLED_Clear(void) { uint8_t i, j; for (j = 0; j < 8; j++) { OLED_SetCursor(j, 0); for(i = 0; i < 128; i++) { OLED_WriteData(0x00); } } } /** * @brief OLED部分清屏 * @param Line 行位置，范围：1~4 * @param start 列开始位置，范围：1~16 * @param end 列开始位置，范围：1~16 * @retval 无 */ void OLED_Clear_Part(uint8_t Line, uint8_t start, uint8_t end) { uint8_t i,Column; for(Column = start; Column <= end; Column++) { OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在上半部分 for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(0x00); //显示上半部分内容 } OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在下半部分 for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(0x00); //显示下半部分内容 } } } /** * @brief OLED显示一个字符 * @param Line 行位置，范围：1~4 * @param Column 列位置，范围：1~16 * @param Char 要显示的一个字符，范围：ASCII可见字符 * @retval 无 */ void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char) { uint8_t i; OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在上半部分 for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]); //显示上半部分内容 } OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在下半部分 for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]); //显示下半部分内容 } } /** * @brief OLED显示一个中文字 * @param Line 行位置，范围：1~4 * @param Column 列位置，范围：1~16 * @param Chinese 要显示的中文字在字库数组中的位置 * @retval 无 */ void OLED_ShowWord(uint8_t Line, uint8_t Column, uint8_t Chinese) { uint8_t i; OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8); for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(OLED_F16x16[Chinese][i]); } OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8 + 8); for (i = 1; i < 8; i++) { OLED_WriteData(OLED_F16x16[Chinese][i+8]); } OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 +1, (Column - 1) * 8); for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(OLED_F16x16[Chinese][i+16]); } OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 +1, (Column - 1) * 8 + 8); for (i = 1; i < 8; i++) { OLED_WriteData(OLED_F16x16[Chinese][i+16+8]); } } /** * @brief OLED显示一串中文字 * @param Line 行位置，范围：1~4 * @param Column 列位置，范围：1~16 * @param Chinese[] 要显示的中文字在字库数组中的位置，数组里放每个字的位置 * @param Length 要显示中文的长度，范围：1~8 * @retval 无 */ void OLED_ShowChinese(uint8_t Line, uint8_t Column, uint8_t *Chinese,uint8_t Length) { uint8_t i; for (i = 0; i < Length; i++) { OLED_ShowWord(Line, Column + i*2,Chinese[i]); } } /** * @brief OLED显示字符串 * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param String 要显示的字符串，范围：ASCII可见字符 * @retval 无 */ void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String) { uint8_t i; for (i = 0; String[i] != '\0'; i++) { OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]); } } /** * @brief OLED次方函数 * @retval 返回值等于X的Y次方 */ uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y) { uint32_t Result = 1; while (Y--) { Result *= X; } return Result; } /** * @brief OLED显示数字（十进制，正数） * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~4294967295 * @param Length 要显示数字的长度，范围：1~10 * @retval 无 */ void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length) { uint8_t i; for (i = 0; i < Length; i++) { OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); } } /** * @brief OLED显示数字（十进制，带符号数） * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：-2147483648~2147483647 * @param Length 要显示数字的长度，范围：1~10 * @retval 无 */ void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length) { uint8_t i; uint32_t Number1; if (Number >= 0) { OLED_ShowChar(Line, Column, '+'); Number1 = Number; } else { OLED_ShowChar(Line, Column, '-'); Number1 = -Number; } for (i = 0; i < Length; i++) { OLED_ShowChar(Line, Column + i + 1, Number1 / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); } } /** * @brief OLED显示数字（十六进制，正数） * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFFFFFF * @param Length 要显示数字的长度，范围：1~8 * @retval 无 */ void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length) { uint8_t i, SingleNumber; for (i = 0; i < Length; i++) { SingleNumber = Number / OLED_Pow(16, Length - i - 1) % 16; if (SingleNumber < 10) { OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber + '0'); } else { OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber - 10 + 'A'); } } } /** * @brief OLED显示数字（二进制，正数） * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111 * @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16 * @retval 无 */ void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length) { uint8_t i; for (i = 0; i < Length; i++) { OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(2, Length - i - 1) % 2 + '0'); } } /** * @brief OLED初始化 * @param 无 * @retval 无 */ void OLED_Init(void) { uint32_t i, j; for (i = 0; i < 1000; i++) //上电延时 { for (j = 0; j < 1000; j++); } OLED_I2C_Init(); //端口初始化 OLED_WriteCommand(0xAE); //关闭显示 OLED_WriteCommand(0xD5); //设置显示时钟分频比/振荡器频率 OLED_WriteCommand(0x80); OLED_WriteCommand(0xA8); //设置多路复用率 OLED_WriteCommand(0x3F); OLED_WriteCommand(0xD3); //设置显示偏移 OLED_WriteCommand(0x00); OLED_WriteCommand(0x40); //设置显示开始行 OLED_WriteCommand(0xA1); //设置左右方向，0xA1正常 0xA0左右反置 OLED_WriteCommand(0xC8); //设置上下方向，0xC8正常 0xC0上下反置 OLED_WriteCommand(0xDA); //设置COM引脚硬件配置 OLED_WriteCommand(0x12); OLED_WriteCommand(0x81); //设置对比度控制 OLED_WriteCommand(0xCF); OLED_WriteCommand(0xD9); //设置预充电周期 OLED_WriteCommand(0xF1); OLED_WriteCommand(0xDB); //设置VCOMH取消选择级别 OLED_WriteCommand(0x30); OLED_WriteCommand(0xA4); //设置整个显示打开/关闭 OLED_WriteCommand(0xA6); //设置正常/倒转显示 OLED_WriteCommand(0x8D); //设置充电泵 OLED_WriteCommand(0x14); OLED_WriteCommand(0xAF); //开启显示 OLED_Clear(); //OLED清屏 }推荐阅读高性价比和便宜的VPS/云服务器推荐: https://blog.vpszj.cn/archives/41.html使用NPS搭建内网穿透服务器，带Web面板：https://blog.vpszj.cn/archives/748.htmlLinux搭建网站教程，建站教程：https://blog.vpszj.cn/archives/1094.html我的世界服务器搭建教程：https://blog.vpszj.cn/archives/tag/minecraft基于STM32和HC-SR04模块实现超声波测距功能：https://blog.zeruns.com/archives/680.htmlESP8266开发环境搭建及项目演示：https://blog.zeruns.com/archives/526.html
AI摘要 STM32通过软件I2C读取AM2320温湿度数据并显示在OLED屏上，包含详细代码和时序解析。 此内容根据文章生成，仅用于文章内容的解释与总结 STM32单片机使用软件IIC读取AM2320温湿度传感器的数据并显示在0.96寸OLED屏上。我用的单片机是STM32F103C8T6，程序用的是ST标准库写的。STM32使用硬件I2C读取SHTC3温湿度传感器：https://blog.zeruns.com/archives/692.htmlSTM32单片机读取AHT10温湿度传感器数据：https://blog.zeruns.com/archives/693.html电子/单片机技术交流群：2169025065实现效果图I2C协议简介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（那些电平转化芯片），现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。I2C只有一跟数据总线 SDA(Serial Data Line)，串行数据总线，只能一位一位的发送数据，属于串行通信，采用半双工通信半双工通信：可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替进行，其实也可以理解成一种可以切换方向的单工通信，同一时刻必须只能一个方向传输，只需一根数据线.对于I2C通讯协议把它分为物理层和协议层物理层规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性（硬件部分），确保原始数据在物理媒体的传输。协议层主要规定通讯逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准（软件层面）。I2C物理层I2C 通讯设备之间的常用连接方式(1) 它是一个支持多设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。在一个 I2C 通讯总线中，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。(2) 一个 I2C 总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线SDA（Serial Data Line ），一条串行时钟线SCL（Serial Data Line ）。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步(3) 总线通过上拉电阻接到电源。当 I2C 设备空闲时会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。I2C通信时单片机GPIO口必须设置为开漏输出，否则可能会造成短路。关于更多STM32的I2C相关信息和使用方法可以看这篇文章：https://url.zeruns.com/JC0Ah我这里就不详细讲解了。AM2320温湿度传感器介绍AM2320 数字温湿度传感器是一款含有己校准数字信号输出的温湿度复合型传感器。采用专用的温湿度采集技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容式感湿元件和一个高精度集成测温元件，并与一个高性能微处理器相连接。该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。AM2320 通信方式采用单总线、标准 I2C 两种通信方式。标准单总线接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达 20 米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。I2C 通信方式采用标准的通信时序，用户可直接挂在 I2C通信总线上，无需额外布线，使用简单。两种通信方式都采用直接输出经温度补偿后的湿度、温度及校验 CRC 等数字信息，用户无需对数字输出进行二次计算，也无需要对湿度进行温度补偿，便可得到准确的温湿度信息。两种通信方式可自由切换，用户可自由选择，使用方便，应该领域广泛。产品为 4 引线，连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。AM2320数据手册下载地址：https://url.zeruns.com/74o6F浏览数据手册可以得到一个大概信息：温度范围：-40℃\~80℃温度误差：±0.5℃湿度范围：0%\~99.9%湿度误差：±3%工作电压：3.1v\~5.5v通讯方式：I2C或单总线时钟频率：100kHz以内找到如下几个关键信息设备地址和读写命令在实际的使用过程中，AM2320的设备地址需要与读写数据/命令方向位组成一个字节同时发送，字节的最低位为读写数据/命令方向位，高7位是AM2320的设备地址。如果要通过I2C写数据或命令给AM2320，在I2C起始信号之后，需要发送“1011 1000”，即0xB8给AM2320，除了通过高7位“1011 100”的设备地址寻址还通过最低位“0”通知AM2320接下来是写数据或命令操作。如果要通过I2C读取AM2320中的数据，在I2C起始信号之后，需要发送“1011 1001”，即0xB9给AM2320，除了通过高7位“1011 100”的设备地址寻址还通过最低位“1”通知AM2320接下来是读取数据的操作。简单来说就是，0xB8表示写数据，0xB9表示读数据。读取温湿度数据从数据手册可知，一个读取周期包概括三个步骤：唤醒传感器发送读指令读返回数据总结如下：唤醒传感器：起始信号+发送0xB8+等待(>800us)+停止信号发送读指令：START+发送0xB8（SLA）+0x03(功能码)+0x00(起始地址)+0x04(寄存器长度)+STOP接收数据：发送读取指令（0xB9），连续接收8个字节数据。接收到的数据分别为 数据长度+湿度高位+湿度低位+温度高位+温度低位+CRC校验码低字节+CRC校验码高字节对接收到的数据进行转换处理。数据的计算由AM2320数据手册可知例如：采集到的湿度数值是0x01F4，换算成十进制是500。则：湿度 = 500 / 10 = 50.0 （单位：%）采集到的温度数值是0x00FA，换算成十进制是250。则：温度 = 250 / 10 = 25.0 （单位：℃）需要用的元件STM32最小系统板：https://s.click.taobao.com/M2LgRPuAM2320：https://s.click.taobao.com/t7jgRPuOLED模块：https://s.click.taobao.com/w67u9Pu杜邦线：https://s.click.taobao.com/anyfRPu面包板：https://s.click.taobao.com/7Vlu9PuST-LINK V2：https://s.click.taobao.com/dtbt9Pu电阻：https://s.click.taobao.com/vbQu9Pu逻辑分析仪：https://s.click.taobao.com/y2br9Pu程序这里就放出main.c、AM2320.c和OLED.c这三个主要的代码，其他的请下载下面链接的压缩包。完整工程文件：https://url.zeruns.com/AM2320AM2320和OLED模块的 SCL接PB12，SDA接PB13。 如果AM2320单独用别的IO口那要记得接上拉电阻，5KΩ左右就行。使用VSCode代替Keil实现STM32和51单片机的开发：https://blog.zeruns.com/archives/690.htmlmain.c#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "OLED.h" #include "AM2320.h" #include "IWDG.h" int main(void) { IWDG_Configuration(); //初始化看门狗 AM2320_I2C_Init(); OLED_Init(); OLED_ShowString(1, 1, "T:"); OLED_ShowString(2, 1, "H:"); uint16_t i = 0; uint16_t err_count = 0; while (1) { OLED_ShowNum(4, 1, i, 5); float Temp, Hum; //声明变量存放温湿度数据 if (ReadAM2320(&Hum, &Temp)) //读取温湿度数据 { if (Temp >= 0) { char String[10]; sprintf(String, "+%.2fC", Temp); //格式化字符串输出到字符串变量 OLED_ShowString(1, 3, String); //显示温度 sprintf(String, " %.2f%%", Hum); //格式化字符串输出到字符串变量 OLED_ShowString(2, 3, String); //显示湿度 } else { char String[10]; sprintf(String, "-%.2fC", Temp); //格式化字符串输出到字符串变量 OLED_ShowString(1, 3, String); //显示温度 sprintf(String, " %.2f%%", Hum); //格式化字符串输出到字符串变量 OLED_ShowString(2, 3, String); //显示湿度 } } else { err_count++; OLED_ShowNum(3, 1, err_count, 5); //显示错误次数计数 } Delay_ms(100); i++; if (i >= 99999) i = 0; if (err_count >= 99999) err_count = 0; IWDG_FeedDog(); //喂狗（看门狗，超过1秒没有执行喂狗则自动复位） } // blog.zeruns.com }AM2320.c#include "stm32f10x.h" #include "Delay.h" #include "OLED.h" /* 作者博客：https://blog.zeruns.com 微信公众号：zeruns-gzh B站主页：https://space.bilibili.com/8320520 */ /*AM2320地址*/ #define AM2320_ADDRESS 0xB8 /*引脚配置*/ #define AM2320_SCL GPIO_Pin_12 #define AM2320_SDA GPIO_Pin_13 #define AM2320_W_SCL(x) GPIO_WriteBit(GPIOB, AM2320_SCL, (BitAction)(x)) #define AM2320_W_SDA(x) GPIO_WriteBit(GPIOB, AM2320_SDA, (BitAction)(x)) #define AM2320_R_SDA() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, AM2320_SDA) #define AM2320_R_SCL() GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, AM2320_SCL) /*当 STM32 的 GPIO 配置成开漏输出模式时，它仍然可以通过读取 GPIO 的输入数据寄存器获取外部对引脚的输入电平，也就是说它同时具有浮空输入模式的功能*/ /** * @brief CRC校验计算 * @param *ptr 要计算的字节数据（以数组变量形式存储） * @param len 要计算的字节个数（数组长度） * @retval CRC校验码 */ unsigned short CRC16(unsigned char *ptr, unsigned char len) { unsigned short crc = 0xFFFF; unsigned char i; while (len--) { crc ^= *ptr++; for (i = 0; i < 8; i++) { if (crc & 0x01) { crc >>= 1; crc ^= 0xA001; } else { crc >>= 1; } } } return crc; } /** * @brief I2C开始 * @param 无 * @retval 无 */ void AM2320_I2C_Start(void) { AM2320_W_SDA(1); Delay_us(2); //延时2微秒 AM2320_W_SCL(1); Delay_us(4); AM2320_W_SDA(0); Delay_us(3); AM2320_W_SCL(0); Delay_us(5); } /** * @brief I2C停止 * @param 无 * @retval 无 */ void AM2320_I2C_Stop(void) { AM2320_W_SDA(0); Delay_us(3); AM2320_W_SCL(1); Delay_us(4); AM2320_W_SDA(1); Delay_us(4); } /** * @brief I2C发送一个字节 * @param Byte 要发送的一个字节 * @retval 无 */ void AM2320_I2C_SendByte(uint8_t Byte) { uint8_t i; for (i = 0; i < 8; i++) { AM2320_W_SDA((Byte << i) & 0x80); AM2320_W_SCL(1); Delay_us(4); AM2320_W_SCL(0); Delay_us(5); } AM2320_W_SDA(1); //释放SDA总线 } /** * @brief 等待应答信号 * @param 无 * @retval 1-非应答信号，0-应答信号 */ uint8_t WaitAck(void) { uint8_t ret; AM2320_W_SCL(1); Delay_us(4); if (AM2320_R_SDA()) { ret = 1; } else { ret = 0; } AM2320_W_SCL(0); Delay_us(5); return ret; } /** * @brief I2C读取一个字节 * @param NACK 1-非应答信号，0-应答信号 * @retval 读取到的字节数据 */ uint8_t AM2320_I2C_ReadByte(uint8_t NACK) { uint8_t i, Byte = 0; AM2320_W_SDA(1); //释放SDA总线 for (i = 0; i < 8; i++) { AM2320_W_SCL(1); Delay_us(4); Byte = Byte | (AM2320_R_SDA() << (7 - i)); AM2320_W_SCL(0); Delay_us(5); } AM2320_W_SDA(NACK); //发送应答/非应答信号 AM2320_W_SCL(1); Delay_us(4); AM2320_W_SCL(0); Delay_us(5); AM2320_W_SDA(1); //释放SDA总线 return Byte; } /*唤醒传感器*/ void AM2320_Wake(void) { AM2320_I2C_Start(); AM2320_I2C_SendByte(AM2320_ADDRESS); WaitAck(); Delay_us(1000); //延时1000微秒 AM2320_I2C_Stop(); } /*引脚初始化*/ void AM2320_I2C_Init(void) { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB时钟 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体配置GPIO GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //开漏输出模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AM2320_SCL; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = AM2320_SDA; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); AM2320_W_SCL(1); AM2320_W_SDA(1); AM2320_Wake(); //唤醒传感器 } /** * @brief 读取AM2320数据 * @param *Hum 湿度 * @param *Temp 温度 * @retval 1 - 读取成功；0 - 读取失败 */ uint8_t ReadAM2320(float *Hum, float *Temp) { uint8_t Data[8]; AM2320_I2C_Start(); //发送起始信号 AM2320_I2C_SendByte(AM2320_ADDRESS); if (WaitAck()) //判断应答信号 { AM2320_I2C_Stop(); //发送停止信号 Delay_us(50); //再尝试读取一次 AM2320_I2C_Start(); //发送起始信号 AM2320_I2C_SendByte(AM2320_ADDRESS); if (WaitAck()) //判断应答信号 { Delay_us(20); AM2320_I2C_Stop(); //发送停止信号 return 0; } else { Delay_us(20);//这里AM2320会莫名其妙地拉低SCL一段时间导致发送的数据出错，所以要延时20微秒等这段时间过去了AM2320释放SCL再继续 AM2320_I2C_SendByte(0x03); //发送功能码 WaitAck(); //等待应答信号 AM2320_I2C_SendByte(0x00); //发送要读取的寄存器起始地址 WaitAck(); //等待应答信号 AM2320_I2C_SendByte(0x04); //发送要读取的寄存器长度 WaitAck(); //等待应答信号 Delay_us(20);//这里AM2320会莫名其妙地拉低SCL一段时间导致停止信号发送失败，所以延时20微秒等这段时间过去了AM2320释放SCL再继续 AM2320_I2C_Stop(); //发送停止信号 } } else { Delay_us(20);//这里AM2320会莫名其妙地拉低SCL一段时间导致发送的数据出错，所以要延时20微秒等这段时间过去了AM2320释放SCL再继续 AM2320_I2C_SendByte(0x03); //发送功能码 WaitAck(); //等待应答信号 AM2320_I2C_SendByte(0x00); //发送要读取的寄存器起始地址 WaitAck(); //等待应答信号 AM2320_I2C_SendByte(0x04); //发送要读取的寄存器长度 WaitAck(); //等待应答信号 Delay_us(20);//这里AM2320会莫名其妙地拉低SCL一段时间导致停止信号发送失败，所以延时20微秒等这段时间过去了AM2320释放SCL再继续 AM2320_I2C_Stop(); //发送停止信号 } Delay_ms(2); //延时2毫秒 AM2320_I2C_Start(); AM2320_I2C_SendByte(AM2320_ADDRESS | 0x01); //发送读取指令 WaitAck(); Delay_us(35); uint8_t i; for (i = 0; i < 8; i++) { if (i != 7) { Data[i] = AM2320_I2C_ReadByte(0); } else { Data[i] = AM2320_I2C_ReadByte(1); //读取最后一个字节时发送非应答信号 } } AM2320_I2C_Stop(); if (CRC16(Data, 6) == (Data[6] | (Data[7] << 8))) //校验数据 { *Hum = ((((uint16_t)Data[2]) << 8) | Data[3]) / 10.0; //计算湿度数据 if (Data[4] >> 7) //判断温度数值是否为负 { *Temp = ((((uint16_t)(Data[4] && 0x7F) << 8)) | Data[5]) / -10.0; //计算负温度 } else { *Temp = ((((uint16_t)Data[4]) << 8) | Data[5]) / 10.0; //计算正温度 } return 1; } return 0; }OLED.c#include "stm32f10x.h" #include "OLED_Font.h" /*引脚配置*/ #define OLED_SCL GPIO_Pin_12 #define OLED_SDA GPIO_Pin_13 #define OLED_W_SCL(x) GPIO_WriteBit(GPIOB, OLED_SCL, (BitAction)(x)) #define OLED_W_SDA(x) GPIO_WriteBit(GPIOB, OLED_SDA, (BitAction)(x)) /*引脚初始化*/ void OLED_I2C_Init(void) { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = OLED_SCL; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = OLED_SDA; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); OLED_W_SCL(1); OLED_W_SDA(1); } /** * @brief I2C开始 * @param 无 * @retval 无 */ void OLED_I2C_Start(void) { OLED_W_SDA(1); OLED_W_SCL(1); OLED_W_SDA(0); OLED_W_SCL(0); } /** * @brief I2C停止 * @param 无 * @retval 无 */ void OLED_I2C_Stop(void) { OLED_W_SDA(0); OLED_W_SCL(1); OLED_W_SDA(1); } /** * @brief I2C发送一个字节 * @param Byte 要发送的一个字节 * @retval 无 */ void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte) { uint8_t i; for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_W_SDA(Byte & (0x80 >> i)); OLED_W_SCL(1); OLED_W_SCL(0); } OLED_W_SDA(1); //释放SDA总线 OLED_W_SCL(1); //额外的一个时钟，不处理应答信号 OLED_W_SCL(0); } /** * @brief OLED写命令 * @param Command 要写入的命令 * @retval 无 */ void OLED_WriteCommand(uint8_t Command) { OLED_I2C_Start(); OLED_I2C_SendByte(0x78); //从机地址 OLED_I2C_SendByte(0x00); //写命令 OLED_I2C_SendByte(Command); OLED_I2C_Stop(); } /** * @brief OLED写数据 * @param Data 要写入的数据 * @retval 无 */ void OLED_WriteData(uint8_t Data) { OLED_I2C_Start(); OLED_I2C_SendByte(0x78); //从机地址 OLED_I2C_SendByte(0x40); //写数据 OLED_I2C_SendByte(Data); OLED_I2C_Stop(); } /** * @brief OLED设置光标位置 * @param Y 以左上角为原点，向下方向的坐标，范围：0~7 * @param X 以左上角为原点，向右方向的坐标，范围：0~127 * @retval 无 */ void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X) { OLED_WriteCommand(0xB0 | Y); //设置Y位置 OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4)); //设置X位置低4位 OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F)); //设置X位置高4位 } /** * @brief OLED清屏 * @param 无 * @retval 无 */ void OLED_Clear(void) { uint8_t i, j; for (j = 0; j < 8; j++) { OLED_SetCursor(j, 0); for (i = 0; i < 128; i++) { OLED_WriteData(0x00); } } } /** * @brief OLED部分清屏 * @param Line 行位置，范围：1~4 * @param start 列开始位置，范围：1~16 * @param end 列开始位置，范围：1~16 * @retval 无 */ void OLED_Clear_Part(uint8_t Line, uint8_t start, uint8_t end) { uint8_t i, Column; for (Column = start; Column <= end; Column++) { OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在上半部分 for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(0x00); //显示上半部分内容 } OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在下半部分 for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(0x00); //显示下半部分内容 } } } /** * @brief OLED显示一个字符 * @param Line 行位置，范围：1~4 * @param Column 列位置，范围：1~16 * @param Char 要显示的一个字符，范围：ASCII可见字符 * @retval 无 */ void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char) { uint8_t i; OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在上半部分 for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]); //显示上半部分内容 } OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在下半部分 for (i = 0; i < 8; i++) { OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]); //显示下半部分内容 } } /** * @brief OLED显示字符串 * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param String 要显示的字符串，范围：ASCII可见字符 * @retval 无 */ void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String) { uint8_t i; for (i = 0; String[i] != '\0'; i++) { OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]); } } /** * @brief OLED次方函数 * @retval 返回值等于X的Y次方 */ uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y) { uint32_t Result = 1; while (Y--) { Result *= X; } return Result; } /** * @brief OLED显示数字（十进制，正数） * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~4294967295 * @param Length 要显示数字的长度，范围：1~10 * @retval 无 */ void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length) { uint8_t i; for (i = 0; i < Length; i++) { OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); } } /** * @brief OLED显示数字（十进制，带符号数） * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：-2147483648~2147483647 * @param Length 要显示数字的长度，范围：1~10 * @retval 无 */ void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length) { uint8_t i; uint32_t Number1; if (Number >= 0) { OLED_ShowChar(Line, Column, '+'); Number1 = Number; } else { OLED_ShowChar(Line, Column, '-'); Number1 = -Number; } for (i = 0; i < Length; i++) { OLED_ShowChar(Line, Column + i + 1, Number1 / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); } } /** * @brief OLED显示数字（十六进制，正数） * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFFFFFF * @param Length 要显示数字的长度，范围：1~8 * @retval 无 */ void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length) { uint8_t i, SingleNumber; for (i = 0; i < Length; i++) { SingleNumber = Number / OLED_Pow(16, Length - i - 1) % 16; if (SingleNumber < 10) { OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber + '0'); } else { OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber - 10 + 'A'); } } } /** * @brief OLED显示数字（二进制，正数） * @param Line 起始行位置，范围：1~4 * @param Column 起始列位置，范围：1~16 * @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111 * @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16 * @retval 无 */ void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length) { uint8_t i; for (i = 0; i < Length; i++) { OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(2, Length - i - 1) % 2 + '0'); } } /** * @brief OLED初始化 * @param 无 * @retval 无 */ void OLED_Init(void) { uint32_t i, j; for (i = 0; i < 1000; i++) //上电延时 { for (j = 0; j < 1000; j++) ; } OLED_I2C_Init(); //端口初始化 OLED_WriteCommand(0xAE); //关闭显示 OLED_WriteCommand(0xD5); //设置显示时钟分频比/振荡器频率 OLED_WriteCommand(0x80); OLED_WriteCommand(0xA8); //设置多路复用率 OLED_WriteCommand(0x3F); OLED_WriteCommand(0xD3); //设置显示偏移 OLED_WriteCommand(0x00); OLED_WriteCommand(0x40); //设置显示开始行 OLED_WriteCommand(0xA1); //设置左右方向，0xA1正常 0xA0左右反置 OLED_WriteCommand(0xC8); //设置上下方向，0xC8正常 0xC0上下反置 OLED_WriteCommand(0xDA); //设置COM引脚硬件配置 OLED_WriteCommand(0x12); OLED_WriteCommand(0x81); //设置对比度控制 OLED_WriteCommand(0xCF); OLED_WriteCommand(0xD9); //设置预充电周期 OLED_WriteCommand(0xF1); OLED_WriteCommand(0xDB); //设置VCOMH取消选择级别 OLED_WriteCommand(0x30); OLED_WriteCommand(0xA4); //设置整个显示打开/关闭 OLED_WriteCommand(0xA6); //设置正常/倒转显示 OLED_WriteCommand(0x8D); //设置充电泵 OLED_WriteCommand(0x14); OLED_WriteCommand(0xAF); //开启显示 OLED_Clear(); // OLED清屏 }时序图实际运行的AM2320发送指令和读取数据的时序图。推荐阅读高性价比和便宜的VPS/云服务器推荐: https://blog.vpszj.cn/archives/41.html使用NPS搭建内网穿透服务器，带Web面板：https://blog.vpszj.cn/archives/748.htmlLinux搭建网站教程，建站教程：https://blog.vpszj.cn/archives/1094.html我的世界服务器搭建教程：https://blog.zeruns.com/tag/mc/基于STM32和HC-SR04模块实现超声波测距功能：https://blog.zeruns.com/archives/680.htmlESP8266开发环境搭建及项目演示：https://blog.zeruns.com/archives/526.html