動(dòng)實(shí)戰(zhàn)：I2C讀寫與CRC校驗(yàn))
簡(jiǎn)介面向STM32嵌入式開發(fā)者的SHT30溫濕度傳感器驅(qū)動(dòng)資源演示如何通過模擬IIC在STM32F407上完成溫濕度讀取適合需要掌握IIC時(shí)序、傳感器寄存器配置的初學(xué)者和項(xiàng)目開發(fā)者。壓縮包共3個(gè)文件包含SHT30.c/H驅(qū)動(dòng)源碼與溫濕度.pdf說明文檔整體僅858KB其中C/H文件提供可直接移植的驅(qū)動(dòng)接口覆蓋GPIO模擬SDA/SCL、啟動(dòng)/停止信號(hào)、讀寫地址與數(shù)據(jù)校驗(yàn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)PDF則詳細(xì)梳理SHT30的7位地址0x44/0x45、單次/周期測(cè)量模式配置及IIC完整通信步驟便于對(duì)照理解。目前已有1595人學(xué)習(xí)下載。借助該資源可快速跑通模擬IIC通信流程省去自行閱讀數(shù)據(jù)手冊(cè)和反復(fù)調(diào)試時(shí)序的精力也能為后續(xù)接入其他IIC傳感器提供清晰的代碼范式與排錯(cuò)思路尤其適合在環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居等場(chǎng)景中快速落地。 解壓SHT30溫濕度傳感器stm32f4.zip這個(gè)壓縮包時(shí)我心里大概有數(shù)這又是一套STM32環(huán)境采集的常規(guī)工程。但把代碼完整過了一遍后發(fā)現(xiàn)這個(gè)工程包做得比想象中完整從STM32F407的I2C初始化、SHT30的寄存器讀寫、CRC校驗(yàn)到串口輸出、Keil5燒錄配置都有不是那種只丟一個(gè)main.c的碎片工程。這個(gè)項(xiàng)目能解決的問題很直接用一塊Cortex-M4單片機(jī)穩(wěn)定讀取SHT30溫濕度傳感器數(shù)據(jù)通過I2C總線把原始數(shù)據(jù)變成真正的溫度濕度數(shù)值。整個(gè)過程不依賴現(xiàn)成模塊庫代碼邏輯完全可控特別適合兩類人——一是剛把STM32跑起來、想快速上手一個(gè)真實(shí)傳感器的初學(xué)者二是手里有項(xiàng)目需求、想把SHT30低成本集成進(jìn)現(xiàn)有固件的老手。1. 這個(gè)工程包到底做了什么1.1 SHT30環(huán)境采集里非常能打的選手SHT30是瑞士Sensirion盛思銳出的數(shù)字溫濕度傳感器和傳統(tǒng)濕敏電阻方案最大的區(qū)別在于它直接輸出經(jīng)過校準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)溫度和濕度都是16bit精度不需要自己做校準(zhǔn)和多點(diǎn)標(biāo)定。精度方面溫度典型值±0.3°C濕度典型值±2%RH做環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象站、冷鏈運(yùn)輸記錄、溫室大棚控制都綽綽有余。同時(shí)它的接口是I2C最高支持1MHz快速模式單次測(cè)量命令一次讀回6個(gè)字節(jié)溫度高字節(jié)、低字節(jié)、溫度CRC、濕度高字節(jié)、低字節(jié)、濕度CRC數(shù)據(jù)干凈利落很省心。我在項(xiàng)目里橫向?qū)Ρ冗^DHT11、AM2302和SHT30。DHT11勝在便宜、程序簡(jiǎn)單但精度和一致性只能說“湊合能用”AM2302某種程度上是DHT11的升級(jí)版測(cè)量范圍大一些但時(shí)序敏感、每次讀取必須嚴(yán)格按照起始信號(hào)來稍不注意就超時(shí)。SHT30貴一點(diǎn)但基本不用調(diào)上電就能拿到穩(wěn)定數(shù)據(jù)長(zhǎng)期漂移也小很多。如果是做量產(chǎn)產(chǎn)品SHT30的性價(jià)比其實(shí)更高省掉了大量后期標(biāo)定和測(cè)試時(shí)間。1.2 為什么主控選STM32F4而不選其他這個(gè)工程包選擇STM32F4核心原因不外乎三點(diǎn)性能充裕、外設(shè)豐富、生態(tài)成熟。STM32F407主頻168MHz跑I2C這種低速總線完全是殺雞用牛刀但正是這種性能冗余給后期擴(kuò)展留了空間比如同時(shí)掛EMMC存數(shù)據(jù)、用SPI1接磁編碼器MT6701、再接一塊LCD屏CPU也不會(huì)卡頓。另外STM32F4的I2C、SPI、USART、SDIO接口齊全在一顆芯片上就能完成“傳感器采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)外通信”的閉環(huán)。相比用51單片機(jī)或者F1系列F4有更大的Flash和RAM工程里即便加上FatFS文件系統(tǒng)、Modbus協(xié)議棧資源也不會(huì)捉襟見肘。對(duì)初學(xué)者來說STM32F4還有一層優(yōu)勢(shì)網(wǎng)上資料特別多。而且工程用Keil5開發(fā)圖形化界面配好燒錄器之后點(diǎn)一下Load就能下載程序調(diào)試門檻比Linux板卡低得多。這套方案放在2025年來看依然是最穩(wěn)妥的入門路線不會(huì)被各種新架構(gòu)帶偏。1.3 工程包的代碼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)什么樣解壓之后里面的文件路徑大概是這樣的SHT30_STM32F4/ ├── Core/ │ ├── Inc/ │ │ ├── main.h │ │ └── sht30.h │ └── Src/ │ ├── main.c │ └── sht30.c ├── Drivers/ │ ├── CMSIS/ │ └── STM32F4xx_HAL_Driver/ ├── MDK-ARM/ │ ├── Project.uvprojx │ └── ... └── Readme.txt這個(gè)結(jié)構(gòu)是從STM32CubeMX生成的工程模板改過來的把SHT30驅(qū)動(dòng)單獨(dú)拆成sht30.c和sht30.h和主業(yè)務(wù)邏輯解耦。好處很明顯以后換傳感器只要替換驅(qū)動(dòng)文件不用動(dòng)main.c里的業(yè)務(wù)代碼代碼給別人看也是先看接口再看實(shí)現(xiàn)理解成本低很多。2. 硬件連接和電路設(shè)計(jì)里容易忽略的細(xì)節(jié)2.1 引腳定義與I2C地址的坑SHT30的接口很簡(jiǎn)單常用引腳就5個(gè)VDD、GND、SCL、SDA、ADDR。默認(rèn)情況下ADDR接地器件7位地址是0x44如果ADDR接VDD地址變成0x45。我第一次調(diào)這塊芯片就栽在地址上——HAL庫的I2C函數(shù)要求傳的是8位地址也就是說要對(duì)左移一位寫地址是0x88、讀地址是0x89很多人直接填0x44結(jié)果總線一直NACK查了整整半天。STM32F4這邊常用的I2C1引腳是PB6SCL和PB7SDAI2C2是PB10/PB11I2C3是PA8/PC9。選哪一路不影響驅(qū)動(dòng)邏輯但要注意引腳是否和其他外設(shè)沖突。這個(gè)工程用的是I2C1接法如下表SHT30引腳STM32F4引腳說明VDD3.3V供電GNDGND地SCLPB6I2C1時(shí)鐘線SDAPB7I2C1數(shù)據(jù)線ADDRGND默認(rèn)地址0x442.2 上拉電阻和電源去耦I(lǐng)2C總線是開漏結(jié)構(gòu)必須在SCL和SDA上接上拉電阻。很多人第一次畫板子會(huì)漏掉這一步然后發(fā)現(xiàn)I2C通信時(shí)好時(shí)壞。上拉電阻阻值取4.7kΩ比較保守如果總線上設(shè)備多或者線比較長(zhǎng)可以降到2.2kΩ反過來如果I2C速率高、走線短10kΩ也能工作。SHT30手冊(cè)給出的范圍是1kΩ到10kΩ推薦從4.7kΩ起步。還有一個(gè)容易被忽略的點(diǎn)傳感器供電紋波。SHT30在3.3V下工作如果電源來自DC-DC模塊且紋波偏大濕度數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)跳動(dòng)。最好在VDD和GND之間放一個(gè)100nF陶瓷電容空間允許再加一個(gè)10μF鉭電容效果會(huì)穩(wěn)很多。此外SHT30這類傳感器對(duì)VDD爬坡速度也有要求上電太慢可能導(dǎo)致初始化失敗穩(wěn)定供電是前提。2.3 一塊板子上掛多個(gè)I2C設(shè)備的地址規(guī)劃I2C總線天然支持多設(shè)備掛載但SHT30的地址選擇只有0x44和0x45兩檔一個(gè)I2C總線上最多掛兩顆。如果項(xiàng)目需要測(cè)多個(gè)點(diǎn)位的溫濕度就得用TCA9548A這類I2C多路復(fù)用器把總線擴(kuò)展成8路每路再掛SHT30。這個(gè)工程雖然只驗(yàn)證了一顆傳感器但驅(qū)動(dòng)代碼里用了地址宏定義換成0x45或者動(dòng)態(tài)傳地址都很方便。規(guī)劃階段就把地址位分配好后面聯(lián)調(diào)省太多事。3. 驅(qū)動(dòng)代碼拆解從I2C到溫濕度數(shù)據(jù)3.1 I2C底層用硬件還是軟件模擬SHT30本身只要求標(biāo)準(zhǔn)I2C時(shí)序STM32F4的硬件I2C完全夠用。用HAL庫的話幾行代碼就能完成一次讀取我建議新手直接上硬件I2C省心且不占CPU。不過要提醒一句STM32F4的硬件I2C偶爾會(huì)出現(xiàn)BUSY標(biāo)志卡死的情況這時(shí)候強(qiáng)制拉一下SCL或者在初始化里調(diào)用__HAL_I22C_CLEAR_FLAG(hi2c1, I2C_FLAG_BUSY)就能解掉。如果習(xí)慣把I2C引腳換成任意GPIO或者想徹底避開硬件I2C的時(shí)序問題也可以自己寫軟件I2C。方式就是用兩個(gè)普通GPIO模擬開漏輸出配合延時(shí)翻轉(zhuǎn)電平。這種方案移植性最強(qiáng)換個(gè)單片機(jī)只要改引腳定義就能跑。缺點(diǎn)是CPU占用高、抗干擾依賴軟件延時(shí)準(zhǔn)確性所以量產(chǎn)代碼我更推薦硬件I2C。3.2 SHT30核心命令與讀取流程SHT30的命令分單次測(cè)量和周期測(cè)量?jī)纱箢?。單次測(cè)量適合“需要時(shí)才測(cè)一次”的場(chǎng)景周期測(cè)量適合持續(xù)監(jiān)控。工程里用的是單次測(cè)量命令是0x2C 0x06含義是高重復(fù)性、時(shí)鐘延展模式。讀取流程四步走主機(jī)向0x88地址發(fā)送測(cè)量命令0x2C 0x06等待芯片完成測(cè)量高重復(fù)性模式下約15ms主機(jī)從0x89地址讀取6個(gè)字節(jié)解析溫度和濕度原始值并做CRC校驗(yàn)核心代碼#define SHT30_ADDR_W 0x88 // I2C寫地址 #define SHT30_ADDR_R 0x89 // I2C讀地址 #define SHT30_CMD_MS_H 0x2C // 單次測(cè)量高重復(fù)性 #define SHT30_CMD_MS_L 0x06 uint8_t sht30_read_data(float *temp, float *hum) { uint8_t buf[6]; uint8_t cmd[2] {SHT30_CMD_MS_H, SHT30_CMD_MS_L}; // 發(fā)送測(cè)量命令 if (HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c1, SHT30_ADDR_W, cmd, 2, 100) ! HAL_OK) return 1; HAL_Delay(20); // 等待測(cè)量完成留點(diǎn)余量 // 讀取6字節(jié)數(shù)據(jù) if (HAL_I2C_Master_Receive(hi2c1, SHT30_ADDR_R, buf, 6, 100) ! HAL_OK) return 2; // 校驗(yàn)CRC if (SHT30_CRC8(buf[0], 2) ! buf[2] || SHT30_CRC8(buf[3], 2) ! buf[5]) return 3; // 轉(zhuǎn)換溫度、濕度 uint16_t rawT (buf[0] 8) | buf[1]; uint16_t rawH (buf[3] 8) | buf[4]; *temp -45.0f 175.0f * rawT / 65535.0f; *hum 100.0f * rawH / 65535.0f; return 0; }一個(gè)細(xì)節(jié)測(cè)量完成前絕對(duì)不要發(fā)讀命令否則讀出來的是上上次的舊數(shù)據(jù)。工程里用HAL_Delay(20)是簡(jiǎn)單粗暴但有效的方式如果對(duì)時(shí)序有嚴(yán)格要求可以改成讀取前的SCL電平輪詢或者用SHT30的“測(cè)量后查詢”模式那個(gè)不需要延時(shí)就知道了測(cè)量狀態(tài)。3.3 CRC校驗(yàn)到底在防什么SHT30返回的6個(gè)字節(jié)里每個(gè)16bit數(shù)據(jù)后面都跟了1個(gè)8bit CRC由芯片內(nèi)部CRC-8引擎生成多項(xiàng)式0x31初始值0xFF。這個(gè)設(shè)計(jì)專門用來檢測(cè)通信鏈路是否受干擾。I2C走線如果比較長(zhǎng)或者環(huán)境里有電機(jī)、開關(guān)電源之類的干擾源數(shù)據(jù)線上會(huì)出現(xiàn)毛刺收到的原始值可能發(fā)生位翻轉(zhuǎn)。沒有CRC校驗(yàn)時(shí)一個(gè)反了的bit可能讓溫度從25°C跳到-15°C后果很嚴(yán)重。所以驅(qū)動(dòng)里的CRC校驗(yàn)不是可選項(xiàng)而是必選項(xiàng)。我見過很多工程把CRC驗(yàn)證注釋掉靠平均值濾波來兜底這種方式在實(shí)驗(yàn)室里沒問題放到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)遲早翻車。CRC代碼也不復(fù)雜一個(gè)循環(huán)就寫完uint8_t SHT30_CRC8(uint8_t *data, uint8_t len) { uint8_t crc 0xFF; for (uint8_t i 0; i len; i) { crc ^ data[i]; for (uint8_t bit 0; bit 8; bit) { if (crc 0x80) crc (crc 1) ^ 0x31; else crc 1; } } return crc; }3.4 溫濕度計(jì)算公式與精度取舍SHT30的原始數(shù)據(jù)是16bit范圍0~65535換算成物理量的公式非常固定溫度T -45 175 * rawT / 65535濕度RH 100 * rawH / 65535這個(gè)公式直接來自芯片手冊(cè)套用就好。有一點(diǎn)要注意濕度公式算出來是相對(duì)濕度RH和絕對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度不是一回事。如果要算露點(diǎn)需要用Magnus公式結(jié)合溫度和相對(duì)濕度近似計(jì)算。工程里只輸出了溫濕度但代碼里留了擴(kuò)展位加一個(gè)露點(diǎn)計(jì)算函數(shù)也就十來行。在STM32F4上用浮點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算溫濕度毫無壓力因?yàn)镕4帶硬件單精度浮點(diǎn)單元FPU。如果換成Cortex-M0這類沒有FPU的芯片就要考慮把浮點(diǎn)換成定點(diǎn)數(shù)比如溫度用擴(kuò)大100倍的整數(shù)表示輸出時(shí)再除100能顯著降低CPU開銷。這種對(duì)精度的取舍做嵌入式要時(shí)刻記在心里。4. Keil5燒錄STM32F4工程全流程4.1 工程模板與文件組織用Keil5打開工程后左側(cè)Project欄會(huì)看到Target下的分組Application里是main.c和sht30.cDrivers里是HAL庫源碼和CMSIS啟動(dòng)文件。工程用的是STM32F407VET6啟動(dòng)文件startup_stm32f407xx.s不能選錯(cuò)選成F103的啟動(dòng)文件芯片直接跑不起來。系統(tǒng)時(shí)鐘配置這里也要留意F407默認(rèn)25MHz外部晶振如果用8MHz晶振必須改PLL配置否則串口波特率會(huì)偏差到?jīng)]法用。4.2 燒錄前必須檢查的5個(gè)設(shè)置我把這個(gè)工程里燒錄踩過的坑整理成5個(gè)檢查點(diǎn)芯片型號(hào)Options for Target - Device選擇STMicroelectronics - STM32F4 Series - 對(duì)應(yīng)型號(hào)。型號(hào)不匹配時(shí)Flash燒錄算法和內(nèi)存地址映射都會(huì)出錯(cuò)。宏定義C/C - Define必須寫USE_HAL_DRIVER,STM32F407xx。USE_HAL_DRIVER告訴HAL庫啟用STM32F407xx告訴庫你的具體型號(hào)缺一個(gè)編譯直接報(bào)一大堆未定義錯(cuò)誤。調(diào)試器選擇Debug - Use - ST-Link Debugger或J-LINKSettings里選擇SWD模式不建議用JTAG。SWD只占兩根線省出來的引腳能干別的。Flash燒錄算法Debug - Settings - Flash Download確認(rèn)Flash Size和實(shí)際芯片一致。報(bào)“No Algorithm”就是沒選對(duì)Flash要把STM32F4xx Flash添加進(jìn)來。Reset and RunFlash Download里務(wù)必勾選Reset and Run這樣程序燒完自動(dòng)復(fù)位執(zhí)行。沒勾也沒關(guān)系手動(dòng)按復(fù)位鍵就行但調(diào)試效率會(huì)低不少。配置完成后Rebuild編譯再點(diǎn)Load下載。正常情況下Build Output窗口會(huì)顯示“Application running”板上的LED開始閃爍。4.3 串口打印調(diào)試技巧這個(gè)工程把溫濕度數(shù)據(jù)通過USART1打印波特率115200。用printf重定向時(shí)需要重寫fputc函數(shù)int fputc(int ch, FILE *f) { while (!(USART1-SR USART_FLAG_TXE)); USART1-DR (uint8_t)ch; return ch; }打開串口助手后把顯示格式設(shè)為字符串模式不然看到的全是亂碼。輸出數(shù)據(jù)盡量不要做太多格式化字符串越長(zhǎng)MCU和串口助手兩邊的配合越容易出問題。我一般輸出CSV格式方便直接記錄到Excel里畫溫濕度曲線26.32,48.51 26.31,48.49 26.31,48.50這樣用串口助手的“保存到文件”功能就能低成本攢下一整天的溫濕度數(shù)據(jù)后續(xù)處理也方便。5. 實(shí)測(cè)中的典型問題與排查記錄5.1 傳感器無應(yīng)答讀回全是0xFF這是調(diào)試SHT30時(shí)最常遇到的問題?，F(xiàn)象是HAL_I2C_Master_Transmit返回值錯(cuò)誤或者讀到的6個(gè)字節(jié)全是0xFF。排查順序一般是這樣的先用萬用表測(cè)VDD和GND有沒有電電壓是不是3.3V。遇到過開發(fā)板USB口供電不足電壓掉到2.8V傳感器就是不回應(yīng)。再查SCL、SDA有沒有接反。SHT30封裝比較小手工焊接時(shí)焊反很常見。確認(rèn)上拉電阻存在。用示波器看SCL/SDA如果空閑電平不是高電平多半是上拉電阻沒接或沒焊好。最后查代碼里的地址。前面強(qiáng)調(diào)過HAL庫要用0x88/0x89而不是0x44/0x45。5.2 溫濕度數(shù)值跳變、漂移如果CRC校驗(yàn)已經(jīng)通過但數(shù)據(jù)還是會(huì)偶爾跳一下問題多半出在電源或布線上。經(jīng)驗(yàn)是先給傳感器單獨(dú)加100nF去耦電容再把I2C導(dǎo)線從電機(jī)、繼電器等干擾源旁挪開最后在上層加一個(gè)簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均濾波比如采5次取中間值。這些招數(shù)組合下來數(shù)據(jù)基本就穩(wěn)了。另外傳感器在通電初期濕度值會(huì)有一個(gè)“爬坡”過程這不是芯片壞了而是內(nèi)部高分子感濕膜在重新平衡環(huán)境濕度。從上電到穩(wěn)定一般需要幾分鐘尤其是剛從干燥倉儲(chǔ)環(huán)境拿出來時(shí)不要一上電就急著拿數(shù)據(jù)去驗(yàn)收。5.3 Keil5下載時(shí)連接失敗Keil5點(diǎn)擊Load后提示“Cannot access target”我把它整理成一個(gè)速查表現(xiàn)象可能原因處理辦法連接失敗ST-Link驅(qū)動(dòng)沒裝好重裝STSW-LINK009驅(qū)動(dòng)連接失敗SWDIO/SWCLK接線松檢查杜邦線或PCB焊盤連接失敗芯片讀保護(hù)被使能用STM32CubeProgrammer去除讀保護(hù)連接失敗板子沒供電確認(rèn)VDD檢查調(diào)試器是否給板子供了電下載后不運(yùn)行Flash Download沒勾Reset and Run勾上或者手動(dòng)復(fù)位有一個(gè)情況要特別提醒如果之前往芯片里燒過讀保護(hù)代碼芯片會(huì)鎖定SWD口此時(shí)Keil完全連不上。解決方法是按住板子復(fù)位鍵點(diǎn)擊Download在出現(xiàn)燒錄進(jìn)度前松開復(fù)位鍵通常能救回來救不回來就上STM32CubeProgrammer用整片擦除恢復(fù)。5.4 問題排查速查表癥狀大概率原因先查什么I2C讀取返回HAL_ERROR地址錯(cuò)/上拉缺失/接線錯(cuò)地址、波形讀回字節(jié)全為0xFFSDA線沒上拉/接線斷開上拉、連線數(shù)據(jù)偶爾跳變電源紋波/布線干擾去耦電容、走線溫濕度值離譜公式用錯(cuò)/原始數(shù)據(jù)錯(cuò)位CRC、公式CRC校驗(yàn)一直失敗I2C速率太快/軟件I2C時(shí)序不對(duì)降速、延時(shí)長(zhǎng)一點(diǎn)溫度正常濕度偏高傳感器受潮或靠近熱源烘干、隔離6. 后續(xù)擴(kuò)展SHT30和EMMC、SPI外設(shè)的聯(lián)動(dòng)6.1 用SDIO把溫濕度存進(jìn)EMMC工程基礎(chǔ)功能跑通后一個(gè)很自然的擴(kuò)展方向是把溫濕度數(shù)據(jù)存進(jìn)存儲(chǔ)介質(zhì)做一個(gè)獨(dú)立的環(huán)境記錄儀。STM32F407的SDIO接口可以直接驅(qū)動(dòng)eMMC芯片因?yàn)閑MMC的接口協(xié)議和MMC/SD是兼容的通過SDIO總線就能訪問內(nèi)部的控制邏輯和NAND Flash。不過用eMMC不能只接四根線就完事有幾個(gè)點(diǎn)必須處理eMMC通常需要VCC和VCCQ兩路電源VCCQ電平看芯片是1.8V還是3.3V板子上要保證完整的初始化時(shí)序包括CMD0、CMD1、CMD2這些命令軟件層建議直接掛FatFS文件系統(tǒng)讓數(shù)據(jù)以文件形式保存主機(jī)端讀起來方便。如果不用文件系統(tǒng)就得自己實(shí)現(xiàn)壞塊管理和均衡磨損工作量成倍增加。在工程里可以每完成一次SHT30讀取就把溫濕度記錄追加到一個(gè)文本文件里再配上RTC時(shí)間戳一個(gè)冷鏈運(yùn)輸記錄儀的原型就成了。6.2 SPI1驅(qū)動(dòng)MT6701磁編碼器另一個(gè)相關(guān)的熱詞是“stm32f4配置spi1驅(qū)動(dòng)mt6701”。MT6701是一款磁編碼器芯片輸出絕對(duì)角度機(jī)器人關(guān)節(jié)和云臺(tái)上經(jīng)常用它做位置反饋。它支持SPI、ABZ、PWM多種接口如果走SPI掛到STM32F4的SPI1主機(jī)接口即可SCK、MOSI、MISO、CS四根線軟件上按芯片手冊(cè)配好時(shí)鐘極性和相位讀一次就能拿到14位角度數(shù)據(jù)0到16383對(duì)應(yīng)360度。這樣組合下來一個(gè)系統(tǒng)里既有SHT30做環(huán)境監(jiān)測(cè)又有MT6701做運(yùn)動(dòng)位置反饋再加上EMMC做數(shù)據(jù)記錄本質(zhì)上就是“環(huán)境感知運(yùn)動(dòng)感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”的完整方案。在需要長(zhǎng)期無人值守的設(shè)備上這種組合很常見。6.3 擴(kuò)展時(shí)要注意的資源沖突擴(kuò)展外設(shè)之前先翻芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)確認(rèn)引腳有沒有打架。比如SPI1如果用了PB3、PB4、PB5而I2C1用了PB6、PB7表面看不沖突但JTAG的默認(rèn)引腳正好也是PB3、PB4要把調(diào)試本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取 SHT30溫濕度傳感器STM32F4驅(qū)動(dòng)實(shí)戰(zhàn)：I2C讀寫與CRC校驗(yàn)
簡(jiǎn)介面向STM32嵌入式開發(fā)者的SHT30溫濕度傳感器驅(qū)動(dòng)資源演示如何通過模擬IIC在STM32F407上完成溫濕度讀取適合需要掌握IIC時(shí)序、傳感器寄存器配置的初學(xué)者和項(xiàng)目開發(fā)者。壓縮包共3個(gè)文件包含SHT30.c/H驅(qū)動(dòng)源碼與溫濕度.pdf說明文檔整體僅858KB其中C/H文件提供可直接移植的驅(qū)動(dòng)接口覆蓋GPIO模擬SDA/SCL、啟動(dòng)/停止信號(hào)、讀寫地址與數(shù)據(jù)校驗(yàn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)PDF則詳細(xì)梳理SHT30的7位地址0x44/0x45、單次/周期測(cè)量模式配置及IIC完整通信步驟便于對(duì)照理解。目前已有1595人學(xué)習(xí)下載。借助該資源可快速跑通模擬IIC通信流程省去自行閱讀數(shù)據(jù)手冊(cè)和反復(fù)調(diào)試時(shí)序的精力也能為后續(xù)接入其他IIC傳感器提供清晰的代碼范式與排錯(cuò)思路尤其適合在環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居等場(chǎng)景中快速落地。 解壓SHT30溫濕度傳感器stm32f4.zip這個(gè)壓縮包時(shí)我心里大概有數(shù)這又是一套STM32環(huán)境采集的常規(guī)工程。但把代碼完整過了一遍后發(fā)現(xiàn)這個(gè)工程包做得比想象中完整從STM32F407的I2C初始化、SHT30的寄存器讀寫、CRC校驗(yàn)到串口輸出、Keil5燒錄配置都有不是那種只丟一個(gè)main.c的碎片工程。這個(gè)項(xiàng)目能解決的問題很直接用一塊Cortex-M4單片機(jī)穩(wěn)定讀取SHT30溫濕度傳感器數(shù)據(jù)通過I2C總線把原始數(shù)據(jù)變成真正的溫度濕度數(shù)值。整個(gè)過程不依賴現(xiàn)成模塊庫代碼邏輯完全可控特別適合兩類人——一是剛把STM32跑起來、想快速上手一個(gè)真實(shí)傳感器的初學(xué)者二是手里有項(xiàng)目需求、想把SHT30低成本集成進(jìn)現(xiàn)有固件的老手。1. 這個(gè)工程包到底做了什么1.1 SHT30環(huán)境采集里非常能打的選手SHT30是瑞士Sensirion盛思銳出的數(shù)字溫濕度傳感器和傳統(tǒng)濕敏電阻方案最大的區(qū)別在于它直接輸出經(jīng)過校準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)溫度和濕度都是16bit精度不需要自己做校準(zhǔn)和多點(diǎn)標(biāo)定。精度方面溫度典型值±0.3°C濕度典型值±2%RH做環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象站、冷鏈運(yùn)輸記錄、溫室大棚控制都綽綽有余。同時(shí)它的接口是I2C最高支持1MHz快速模式單次測(cè)量命令一次讀回6個(gè)字節(jié)溫度高字節(jié)、低字節(jié)、溫度CRC、濕度高字節(jié)、低字節(jié)、濕度CRC數(shù)據(jù)干凈利落很省心。我在項(xiàng)目里橫向?qū)Ρ冗^DHT11、AM2302和SHT30。DHT11勝在便宜、程序簡(jiǎn)單但精度和一致性只能說“湊合能用”AM2302某種程度上是DHT11的升級(jí)版測(cè)量范圍大一些但時(shí)序敏感、每次讀取必須嚴(yán)格按照起始信號(hào)來稍不注意就超時(shí)。SHT30貴一點(diǎn)但基本不用調(diào)上電就能拿到穩(wěn)定數(shù)據(jù)長(zhǎng)期漂移也小很多。如果是做量產(chǎn)產(chǎn)品SHT30的性價(jià)比其實(shí)更高省掉了大量后期標(biāo)定和測(cè)試時(shí)間。1.2 為什么主控選STM32F4而不選其他這個(gè)工程包選擇STM32F4核心原因不外乎三點(diǎn)性能充裕、外設(shè)豐富、生態(tài)成熟。STM32F407主頻168MHz跑I2C這種低速總線完全是殺雞用牛刀但正是這種性能冗余給后期擴(kuò)展留了空間比如同時(shí)掛EMMC存數(shù)據(jù)、用SPI1接磁編碼器MT6701、再接一塊LCD屏CPU也不會(huì)卡頓。另外STM32F4的I2C、SPI、USART、SDIO接口齊全在一顆芯片上就能完成“傳感器采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)外通信”的閉環(huán)。相比用51單片機(jī)或者F1系列F4有更大的Flash和RAM工程里即便加上FatFS文件系統(tǒng)、Modbus協(xié)議棧資源也不會(huì)捉襟見肘。對(duì)初學(xué)者來說STM32F4還有一層優(yōu)勢(shì)網(wǎng)上資料特別多。而且工程用Keil5開發(fā)圖形化界面配好燒錄器之后點(diǎn)一下Load就能下載程序調(diào)試門檻比Linux板卡低得多。這套方案放在2025年來看依然是最穩(wěn)妥的入門路線不會(huì)被各種新架構(gòu)帶偏。1.3 工程包的代碼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)什么樣解壓之后里面的文件路徑大概是這樣的SHT30_STM32F4/ ├── Core/ │ ├── Inc/ │ │ ├── main.h │ │ └── sht30.h │ └── Src/ │ ├── main.c │ └── sht30.c ├── Drivers/ │ ├── CMSIS/ │ └── STM32F4xx_HAL_Driver/ ├── MDK-ARM/ │ ├── Project.uvprojx │ └── ... └── Readme.txt這個(gè)結(jié)構(gòu)是從STM32CubeMX生成的工程模板改過來的把SHT30驅(qū)動(dòng)單獨(dú)拆成sht30.c和sht30.h和主業(yè)務(wù)邏輯解耦。好處很明顯以后換傳感器只要替換驅(qū)動(dòng)文件不用動(dòng)main.c里的業(yè)務(wù)代碼代碼給別人看也是先看接口再看實(shí)現(xiàn)理解成本低很多。2. 硬件連接和電路設(shè)計(jì)里容易忽略的細(xì)節(jié)2.1 引腳定義與I2C地址的坑SHT30的接口很簡(jiǎn)單常用引腳就5個(gè)VDD、GND、SCL、SDA、ADDR。默認(rèn)情況下ADDR接地器件7位地址是0x44如果ADDR接VDD地址變成0x45。我第一次調(diào)這塊芯片就栽在地址上——HAL庫的I2C函數(shù)要求傳的是8位地址也就是說要對(duì)左移一位寫地址是0x88、讀地址是0x89很多人直接填0x44結(jié)果總線一直NACK查了整整半天。STM32F4這邊常用的I2C1引腳是PB6SCL和PB7SDAI2C2是PB10/PB11I2C3是PA8/PC9。選哪一路不影響驅(qū)動(dòng)邏輯但要注意引腳是否和其他外設(shè)沖突。這個(gè)工程用的是I2C1接法如下表SHT30引腳STM32F4引腳說明VDD3.3V供電GNDGND地SCLPB6I2C1時(shí)鐘線SDAPB7I2C1數(shù)據(jù)線ADDRGND默認(rèn)地址0x442.2 上拉電阻和電源去耦I(lǐng)2C總線是開漏結(jié)構(gòu)必須在SCL和SDA上接上拉電阻。很多人第一次畫板子會(huì)漏掉這一步然后發(fā)現(xiàn)I2C通信時(shí)好時(shí)壞。上拉電阻阻值取4.7kΩ比較保守如果總線上設(shè)備多或者線比較長(zhǎng)可以降到2.2kΩ反過來如果I2C速率高、走線短10kΩ也能工作。SHT30手冊(cè)給出的范圍是1kΩ到10kΩ推薦從4.7kΩ起步。還有一個(gè)容易被忽略的點(diǎn)傳感器供電紋波。SHT30在3.3V下工作如果電源來自DC-DC模塊且紋波偏大濕度數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)跳動(dòng)。最好在VDD和GND之間放一個(gè)100nF陶瓷電容空間允許再加一個(gè)10μF鉭電容效果會(huì)穩(wěn)很多。此外SHT30這類傳感器對(duì)VDD爬坡速度也有要求上電太慢可能導(dǎo)致初始化失敗穩(wěn)定供電是前提。2.3 一塊板子上掛多個(gè)I2C設(shè)備的地址規(guī)劃I2C總線天然支持多設(shè)備掛載但SHT30的地址選擇只有0x44和0x45兩檔一個(gè)I2C總線上最多掛兩顆。如果項(xiàng)目需要測(cè)多個(gè)點(diǎn)位的溫濕度就得用TCA9548A這類I2C多路復(fù)用器把總線擴(kuò)展成8路每路再掛SHT30。這個(gè)工程雖然只驗(yàn)證了一顆傳感器但驅(qū)動(dòng)代碼里用了地址宏定義換成0x45或者動(dòng)態(tài)傳地址都很方便。規(guī)劃階段就把地址位分配好后面聯(lián)調(diào)省太多事。3. 驅(qū)動(dòng)代碼拆解從I2C到溫濕度數(shù)據(jù)3.1 I2C底層用硬件還是軟件模擬SHT30本身只要求標(biāo)準(zhǔn)I2C時(shí)序STM32F4的硬件I2C完全夠用。用HAL庫的話幾行代碼就能完成一次讀取我建議新手直接上硬件I2C省心且不占CPU。不過要提醒一句STM32F4的硬件I2C偶爾會(huì)出現(xiàn)BUSY標(biāo)志卡死的情況這時(shí)候強(qiáng)制拉一下SCL或者在初始化里調(diào)用__HAL_I22C_CLEAR_FLAG(hi2c1, I2C_FLAG_BUSY)就能解掉。如果習(xí)慣把I2C引腳換成任意GPIO或者想徹底避開硬件I2C的時(shí)序問題也可以自己寫軟件I2C。方式就是用兩個(gè)普通GPIO模擬開漏輸出配合延時(shí)翻轉(zhuǎn)電平。這種方案移植性最強(qiáng)換個(gè)單片機(jī)只要改引腳定義就能跑。缺點(diǎn)是CPU占用高、抗干擾依賴軟件延時(shí)準(zhǔn)確性所以量產(chǎn)代碼我更推薦硬件I2C。3.2 SHT30核心命令與讀取流程SHT30的命令分單次測(cè)量和周期測(cè)量?jī)纱箢?。單次測(cè)量適合“需要時(shí)才測(cè)一次”的場(chǎng)景周期測(cè)量適合持續(xù)監(jiān)控。工程里用的是單次測(cè)量命令是0x2C 0x06含義是高重復(fù)性、時(shí)鐘延展模式。讀取流程四步走主機(jī)向0x88地址發(fā)送測(cè)量命令0x2C 0x06等待芯片完成測(cè)量高重復(fù)性模式下約15ms主機(jī)從0x89地址讀取6個(gè)字節(jié)解析溫度和濕度原始值并做CRC校驗(yàn)核心代碼#define SHT30_ADDR_W 0x88 // I2C寫地址 #define SHT30_ADDR_R 0x89 // I2C讀地址 #define SHT30_CMD_MS_H 0x2C // 單次測(cè)量高重復(fù)性 #define SHT30_CMD_MS_L 0x06 uint8_t sht30_read_data(float *temp, float *hum) { uint8_t buf[6]; uint8_t cmd[2] {SHT30_CMD_MS_H, SHT30_CMD_MS_L}; // 發(fā)送測(cè)量命令 if (HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c1, SHT30_ADDR_W, cmd, 2, 100) ! HAL_OK) return 1; HAL_Delay(20); // 等待測(cè)量完成留點(diǎn)余量 // 讀取6字節(jié)數(shù)據(jù) if (HAL_I2C_Master_Receive(hi2c1, SHT30_ADDR_R, buf, 6, 100) ! HAL_OK) return 2; // 校驗(yàn)CRC if (SHT30_CRC8(buf[0], 2) ! buf[2] || SHT30_CRC8(buf[3], 2) ! buf[5]) return 3; // 轉(zhuǎn)換溫度、濕度 uint16_t rawT (buf[0] 8) | buf[1]; uint16_t rawH (buf[3] 8) | buf[4]; *temp -45.0f 175.0f * rawT / 65535.0f; *hum 100.0f * rawH / 65535.0f; return 0; }一個(gè)細(xì)節(jié)測(cè)量完成前絕對(duì)不要發(fā)讀命令否則讀出來的是上上次的舊數(shù)據(jù)。工程里用HAL_Delay(20)是簡(jiǎn)單粗暴但有效的方式如果對(duì)時(shí)序有嚴(yán)格要求可以改成讀取前的SCL電平輪詢或者用SHT30的“測(cè)量后查詢”模式那個(gè)不需要延時(shí)就知道了測(cè)量狀態(tài)。3.3 CRC校驗(yàn)到底在防什么SHT30返回的6個(gè)字節(jié)里每個(gè)16bit數(shù)據(jù)后面都跟了1個(gè)8bit CRC由芯片內(nèi)部CRC-8引擎生成多項(xiàng)式0x31初始值0xFF。這個(gè)設(shè)計(jì)專門用來檢測(cè)通信鏈路是否受干擾。I2C走線如果比較長(zhǎng)或者環(huán)境里有電機(jī)、開關(guān)電源之類的干擾源數(shù)據(jù)線上會(huì)出現(xiàn)毛刺收到的原始值可能發(fā)生位翻轉(zhuǎn)。沒有CRC校驗(yàn)時(shí)一個(gè)反了的bit可能讓溫度從25°C跳到-15°C后果很嚴(yán)重。所以驅(qū)動(dòng)里的CRC校驗(yàn)不是可選項(xiàng)而是必選項(xiàng)。我見過很多工程把CRC驗(yàn)證注釋掉靠平均值濾波來兜底這種方式在實(shí)驗(yàn)室里沒問題放到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)遲早翻車。CRC代碼也不復(fù)雜一個(gè)循環(huán)就寫完uint8_t SHT30_CRC8(uint8_t *data, uint8_t len) { uint8_t crc 0xFF; for (uint8_t i 0; i len; i) { crc ^ data[i]; for (uint8_t bit 0; bit 8; bit) { if (crc 0x80) crc (crc 1) ^ 0x31; else crc 1; } } return crc; }3.4 溫濕度計(jì)算公式與精度取舍SHT30的原始數(shù)據(jù)是16bit范圍0~65535換算成物理量的公式非常固定溫度T -45 175 * rawT / 65535濕度RH 100 * rawH / 65535這個(gè)公式直接來自芯片手冊(cè)套用就好。有一點(diǎn)要注意濕度公式算出來是相對(duì)濕度RH和絕對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度不是一回事。如果要算露點(diǎn)需要用Magnus公式結(jié)合溫度和相對(duì)濕度近似計(jì)算。工程里只輸出了溫濕度但代碼里留了擴(kuò)展位加一個(gè)露點(diǎn)計(jì)算函數(shù)也就十來行。在STM32F4上用浮點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算溫濕度毫無壓力因?yàn)镕4帶硬件單精度浮點(diǎn)單元FPU。如果換成Cortex-M0這類沒有FPU的芯片就要考慮把浮點(diǎn)換成定點(diǎn)數(shù)比如溫度用擴(kuò)大100倍的整數(shù)表示輸出時(shí)再除100能顯著降低CPU開銷。這種對(duì)精度的取舍做嵌入式要時(shí)刻記在心里。4. Keil5燒錄STM32F4工程全流程4.1 工程模板與文件組織用Keil5打開工程后左側(cè)Project欄會(huì)看到Target下的分組Application里是main.c和sht30.cDrivers里是HAL庫源碼和CMSIS啟動(dòng)文件。工程用的是STM32F407VET6啟動(dòng)文件startup_stm32f407xx.s不能選錯(cuò)選成F103的啟動(dòng)文件芯片直接跑不起來。系統(tǒng)時(shí)鐘配置這里也要留意F407默認(rèn)25MHz外部晶振如果用8MHz晶振必須改PLL配置否則串口波特率會(huì)偏差到?jīng)]法用。4.2 燒錄前必須檢查的5個(gè)設(shè)置我把這個(gè)工程里燒錄踩過的坑整理成5個(gè)檢查點(diǎn)芯片型號(hào)Options for Target - Device選擇STMicroelectronics - STM32F4 Series - 對(duì)應(yīng)型號(hào)。型號(hào)不匹配時(shí)Flash燒錄算法和內(nèi)存地址映射都會(huì)出錯(cuò)。宏定義C/C - Define必須寫USE_HAL_DRIVER,STM32F407xx。USE_HAL_DRIVER告訴HAL庫啟用STM32F407xx告訴庫你的具體型號(hào)缺一個(gè)編譯直接報(bào)一大堆未定義錯(cuò)誤。調(diào)試器選擇Debug - Use - ST-Link Debugger或J-LINKSettings里選擇SWD模式不建議用JTAG。SWD只占兩根線省出來的引腳能干別的。Flash燒錄算法Debug - Settings - Flash Download確認(rèn)Flash Size和實(shí)際芯片一致。報(bào)“No Algorithm”就是沒選對(duì)Flash要把STM32F4xx Flash添加進(jìn)來。Reset and RunFlash Download里務(wù)必勾選Reset and Run這樣程序燒完自動(dòng)復(fù)位執(zhí)行。沒勾也沒關(guān)系手動(dòng)按復(fù)位鍵就行但調(diào)試效率會(huì)低不少。配置完成后Rebuild編譯再點(diǎn)Load下載。正常情況下Build Output窗口會(huì)顯示“Application running”板上的LED開始閃爍。4.3 串口打印調(diào)試技巧這個(gè)工程把溫濕度數(shù)據(jù)通過USART1打印波特率115200。用printf重定向時(shí)需要重寫fputc函數(shù)int fputc(int ch, FILE *f) { while (!(USART1-SR USART_FLAG_TXE)); USART1-DR (uint8_t)ch; return ch; }打開串口助手后把顯示格式設(shè)為字符串模式不然看到的全是亂碼。輸出數(shù)據(jù)盡量不要做太多格式化字符串越長(zhǎng)MCU和串口助手兩邊的配合越容易出問題。我一般輸出CSV格式方便直接記錄到Excel里畫溫濕度曲線26.32,48.51 26.31,48.49 26.31,48.50這樣用串口助手的“保存到文件”功能就能低成本攢下一整天的溫濕度數(shù)據(jù)后續(xù)處理也方便。5. 實(shí)測(cè)中的典型問題與排查記錄5.1 傳感器無應(yīng)答讀回全是0xFF這是調(diào)試SHT30時(shí)最常遇到的問題?，F(xiàn)象是HAL_I2C_Master_Transmit返回值錯(cuò)誤或者讀到的6個(gè)字節(jié)全是0xFF。排查順序一般是這樣的先用萬用表測(cè)VDD和GND有沒有電電壓是不是3.3V。遇到過開發(fā)板USB口供電不足電壓掉到2.8V傳感器就是不回應(yīng)。再查SCL、SDA有沒有接反。SHT30封裝比較小手工焊接時(shí)焊反很常見。確認(rèn)上拉電阻存在。用示波器看SCL/SDA如果空閑電平不是高電平多半是上拉電阻沒接或沒焊好。最后查代碼里的地址。前面強(qiáng)調(diào)過HAL庫要用0x88/0x89而不是0x44/0x45。5.2 溫濕度數(shù)值跳變、漂移如果CRC校驗(yàn)已經(jīng)通過但數(shù)據(jù)還是會(huì)偶爾跳一下問題多半出在電源或布線上。經(jīng)驗(yàn)是先給傳感器單獨(dú)加100nF去耦電容再把I2C導(dǎo)線從電機(jī)、繼電器等干擾源旁挪開最后在上層加一個(gè)簡(jiǎn)單滑動(dòng)平均濾波比如采5次取中間值。這些招數(shù)組合下來數(shù)據(jù)基本就穩(wěn)了。另外傳感器在通電初期濕度值會(huì)有一個(gè)“爬坡”過程這不是芯片壞了而是內(nèi)部高分子感濕膜在重新平衡環(huán)境濕度。從上電到穩(wěn)定一般需要幾分鐘尤其是剛從干燥倉儲(chǔ)環(huán)境拿出來時(shí)不要一上電就急著拿數(shù)據(jù)去驗(yàn)收。5.3 Keil5下載時(shí)連接失敗Keil5點(diǎn)擊Load后提示“Cannot access target”我把它整理成一個(gè)速查表現(xiàn)象可能原因處理辦法連接失敗ST-Link驅(qū)動(dòng)沒裝好重裝STSW-LINK009驅(qū)動(dòng)連接失敗SWDIO/SWCLK接線松檢查杜邦線或PCB焊盤連接失敗芯片讀保護(hù)被使能用STM32CubeProgrammer去除讀保護(hù)連接失敗板子沒供電確認(rèn)VDD檢查調(diào)試器是否給板子供了電下載后不運(yùn)行Flash Download沒勾Reset and Run勾上或者手動(dòng)復(fù)位有一個(gè)情況要特別提醒如果之前往芯片里燒過讀保護(hù)代碼芯片會(huì)鎖定SWD口此時(shí)Keil完全連不上。解決方法是按住板子復(fù)位鍵點(diǎn)擊Download在出現(xiàn)燒錄進(jìn)度前松開復(fù)位鍵通常能救回來救不回來就上STM32CubeProgrammer用整片擦除恢復(fù)。5.4 問題排查速查表癥狀大概率原因先查什么I2C讀取返回HAL_ERROR地址錯(cuò)/上拉缺失/接線錯(cuò)地址、波形讀回字節(jié)全為0xFFSDA線沒上拉/接線斷開上拉、連線數(shù)據(jù)偶爾跳變電源紋波/布線干擾去耦電容、走線溫濕度值離譜公式用錯(cuò)/原始數(shù)據(jù)錯(cuò)位CRC、公式CRC校驗(yàn)一直失敗I2C速率太快/軟件I2C時(shí)序不對(duì)降速、延時(shí)長(zhǎng)一點(diǎn)溫度正常濕度偏高傳感器受潮或靠近熱源烘干、隔離6. 后續(xù)擴(kuò)展SHT30和EMMC、SPI外設(shè)的聯(lián)動(dòng)6.1 用SDIO把溫濕度存進(jìn)EMMC工程基礎(chǔ)功能跑通后一個(gè)很自然的擴(kuò)展方向是把溫濕度數(shù)據(jù)存進(jìn)存儲(chǔ)介質(zhì)做一個(gè)獨(dú)立的環(huán)境記錄儀。STM32F407的SDIO接口可以直接驅(qū)動(dòng)eMMC芯片因?yàn)閑MMC的接口協(xié)議和MMC/SD是兼容的通過SDIO總線就能訪問內(nèi)部的控制邏輯和NAND Flash。不過用eMMC不能只接四根線就完事有幾個(gè)點(diǎn)必須處理eMMC通常需要VCC和VCCQ兩路電源VCCQ電平看芯片是1.8V還是3.3V板子上要保證完整的初始化時(shí)序包括CMD0、CMD1、CMD2這些命令軟件層建議直接掛FatFS文件系統(tǒng)讓數(shù)據(jù)以文件形式保存主機(jī)端讀起來方便。如果不用文件系統(tǒng)就得自己實(shí)現(xiàn)壞塊管理和均衡磨損工作量成倍增加。在工程里可以每完成一次SHT30讀取就把溫濕度記錄追加到一個(gè)文本文件里再配上RTC時(shí)間戳一個(gè)冷鏈運(yùn)輸記錄儀的原型就成了。6.2 SPI1驅(qū)動(dòng)MT6701磁編碼器另一個(gè)相關(guān)的熱詞是“stm32f4配置spi1驅(qū)動(dòng)mt6701”。MT6701是一款磁編碼器芯片輸出絕對(duì)角度機(jī)器人關(guān)節(jié)和云臺(tái)上經(jīng)常用它做位置反饋。它支持SPI、ABZ、PWM多種接口如果走SPI掛到STM32F4的SPI1主機(jī)接口即可SCK、MOSI、MISO、CS四根線軟件上按芯片手冊(cè)配好時(shí)鐘極性和相位讀一次就能拿到14位角度數(shù)據(jù)0到16383對(duì)應(yīng)360度。這樣組合下來一個(gè)系統(tǒng)里既有SHT30做環(huán)境監(jiān)測(cè)又有MT6701做運(yùn)動(dòng)位置反饋再加上EMMC做數(shù)據(jù)記錄本質(zhì)上就是“環(huán)境感知運(yùn)動(dòng)感知數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”的完整方案。在需要長(zhǎng)期無人值守的設(shè)備上這種組合很常見。6.3 擴(kuò)展時(shí)要注意的資源沖突擴(kuò)展外設(shè)之前先翻芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)確認(rèn)引腳有沒有打架。比如SPI1如果用了PB3、PB4、PB5而I2C1用了PB6、PB7表面看不沖突但JTAG的默認(rèn)引腳正好也是PB3、PB4要把調(diào)試本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取