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實驗介紹

本章主要介紹溫濕度計的實現(xiàn)，本產(chǎn)品板載了溫濕度傳感器SI7006。該傳感器不但能測量溫度，還能測量相對濕度。本章我們將向大家介紹如何使用haas1000來讀取SI7006數(shù)字溫濕度傳感器，從而得到環(huán)境溫度和相對濕度等信息，并把從溫濕度值顯示在OLED模塊上。開始學(xué)習(xí)之前我們先看一下顯示效果，如下圖所示：

涉及知識點

I2C通信原理
SI7006光照與接近傳感器原理
OLED繪圖

開發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備

硬件

開發(fā)用電腦一臺
HAAS EDU K1 開發(fā)板一塊
USB2TypeC 數(shù)據(jù)線一根

軟件

開發(fā)環(huán)境的搭建請參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之搭建開發(fā)環(huán)境》，其中詳細(xì)的介紹了AliOS Things 3.3的IDE集成開發(fā)環(huán)境的搭建流程。

本案例的代碼下載請參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之創(chuàng)建工程》，

> 選擇解決方案：“HaaS EDU K1教育開發(fā)案例合集”

> 選擇開發(fā)板：haaseduk1 board configure

-- 編譯固件可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之編譯固件》。

-- 燒錄固件可參考《AliOS Things集成開發(fā)環(huán)境使用說明之燒錄固件》。

I2C通信原理

IIC總線是一種最早由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。它是由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進行雙向傳送，高速IIC總線一般可達400kbps以上。 I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號，它們分別是：開始信號、結(jié)束信號和應(yīng)答信號。開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。結(jié)束信號：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。應(yīng)答信號：接收數(shù)據(jù)的IC在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受控單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應(yīng)答信號，CPU接收到應(yīng)答信號后，根據(jù)實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到應(yīng)答信號，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。波形如下圖：

SI7006傳感器簡介

SI7006 是Silicon Lab公司推出的一款相對濕度及溫度傳感器，其結(jié)合了工廠校準(zhǔn)濕度和溫度傳感器元件、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，信號處理和一個I2C主機接口。使用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)低K電介質(zhì)聚合物提供了出色的精度和長期穩(wěn)定性，同時具有低漂移和低滯后。同時其創(chuàng)新的CMOS設(shè)計還使其具備很低的功耗。特征：

相對濕度傳感器：
±5％RH（最大）@ 0-80％RH的
溫度傳感器：
±1.0℃的精確度（最大）@ -10至+ 85°C
0至100％RH的工作范圍內(nèi)
可達-40至+125°C的工作范圍
工作電壓范圍寬（1.9?3.6V）
低功耗：2.2μW平均功率為3.3V和每秒1個樣本
I2C主機接口
片上集成加熱器
采用3mm x 3mm QFN封裝
卓越的長期穩(wěn)定性
支持工廠校準(zhǔn)
在回流和運行壽命的保護
防止污染的灰塵，污垢，日用化工和其它液體

應(yīng)用：

資產(chǎn)和貨物跟蹤
汽車氣候控制和去霧
嬰兒監(jiān)視器
持續(xù)氣道正壓通氣（CPAP）機
洪水和水檢測
煤氣，火災(zāi)和煙霧探測器
手機/智能手機
工業(yè)HVAC / R
筆記本電腦/平板電腦
激光打印機
微環(huán)境/數(shù)據(jù)中心
PLC和IO模塊
遠(yuǎn)程遙測裝置
平板電腦
測試和測量
恒溫/恒濕
通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)
氣象站
風(fēng)力發(fā)電逆變器
擋風(fēng)玻璃和后視鏡系統(tǒng)
無線基站
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

OLED繪圖

參考上一章節(jié)。

軟硬件環(huán)境準(zhǔn)備

硬件

1、開發(fā)用電腦一臺 2、HaaS EDU K1開發(fā)板一個（開發(fā)板內(nèi)置SI7006傳感器） 3、USB Type-C 數(shù)據(jù)線一根

硬件設(shè)計

在本實驗中，SI7006貼片在主板上，中間I2C與MCU通信，原理圖如下所示：

EDU SI7006部分原理圖

軟件設(shè)計

應(yīng)用代碼部分

文件路徑如下： solutions/eduk1_demo/k1_apps/humiture/humiture.c solutions/eduk1_demo/k1_apps/humiture/humiture.h

        si7006_getTempHumidity(&hump, &temp);
        sprintf(temp_str, "T:%5.1fC", temp);
        sprintf(hump_str, "H:%5.1f%%", hump);

        OLED_Icon_Draw(14, 4, &icon_thermometer_24_24, 0);
        OLED_Icon_Draw(14, 36, &icon_hygrometer_24_24, 0);

        OLED_Icon_Draw(2, 24, &icon_skip_left, 0);
        OLED_Icon_Draw(122, 24, &icon_skip_right, 0);

        OLED_Show_String(42, 8, temp_str, 16, 1);
        OLED_Show_String(42, 40, hump_str, 16, 1);

        OLED_Refresh_GRAM();
        aos_msleep(500);

驅(qū)動部分

文件路徑如下： components/peripherals/sensor/drv/drv_temp_humi_si_si7006.c 驅(qū)動代碼整體主要分為三部分：

獲取產(chǎn)品ID
獲取溫度值
獲取濕度值

void si7006_getID(uint8_t *id_buf)
{
    uint8_t reg[4]  = {Si7006_READ_ID_LOW_0,Si7006_READ_ID_LOW_1,Si7006_READ_ID_HIGH_0,Si7006_READ_ID_HIGH_1};

    hal_i2c_master_send(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, reg, 2, 1000);
    aos_msleep(30);
    hal_i2c_master_recv(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, id_buf, 4, 1000);

    hal_i2c_master_send(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, &reg[2], 2, 1000);
    aos_msleep(30);
    hal_i2c_master_recv(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, &id_buf[4], 4, 1000);

    return;
}

bool si7006_getTemperature(float *temperature)
{
    uint8_t reg  = Si7006_MEAS_TEMP_NO_MASTER_MODE;
    uint8_t read_data[2] = {0};
    unsigned int value;

    hal_i2c_master_send(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, &reg, 1, 1000);
    aos_msleep(30);
    hal_i2c_master_recv(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, read_data, 2, 1000);
    value = (read_data[0] << 8) | read_data[1];
    LOGI("APP", "%0x -- %0x -->0x%x\n", read_data[0],read_data[1],value);
    // A temperature measurement will always return XXXXXX00 in the LSB field.
    if (value & 0xFFFC)
    {
            *temperature = (175.72f * (float)value) / 65536.0f - 46.85f;
        LOGI("APP", "temperature: %2f \n", *temperature);
    }
    else
    {
        LOGI("APP", "Error on temp\n");
        return 1;
    }
    return 0;
}

/*
i2c – the i2c device
dev_addr – device address
mem_addr – mem address
mem_addr_size – mem address
data – i2c master send data
size – i2c master send data size
*/
bool si7006_getHumidity(float *humidity)
{
    uint8_t reg  = Si7006_MEAS_REL_HUMIDITY_NO_MASTER_MODE;
    uint8_t read_data[3] = {0};
    unsigned int value;

    hal_i2c_master_send(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, &reg, 1, 1000);

    aos_msleep(30);

    hal_i2c_master_recv(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, read_data, 2, 1000);
    value = (read_data[0] << 8) | read_data[1];
    LOGI("APP", "%0x -- %0x -->0x%x\n", read_data[0],read_data[1],value);
    if (value & 0xFFFE)
    {
            *humidity = ((125.0f * (float)value ) / 65535.0f) - 6.0f;
        LOGI("APP", "humidity: %f \n", *humidity);
    }
    else
    {
        LOGI("APP", "Error on humidity\n");
        return 1;
    }
    return 0;
}

//get temp and humidity
void si7006_getTempHumidity(float *humidity, float *temperature)
{
    si7006_getTemperature(temperature);
    si7006_getHumidity(humidity);
}

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實驗介紹

涉及知識點

開發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備

硬件

軟件

軟硬件環(huán)境準(zhǔn)備

硬件

硬件設(shè)計