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本文來(lái)源電子發(fā)燒友社區(qū)，作者：juby，帖子地址：https://bbs.elecfans.com/jishu_2012362_1_1.html

AHT20簡(jiǎn)介

2020年上市，奧松生產(chǎn)；
3mmx3mmx1mm 超小體積；
經(jīng)過(guò)標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)I2C輸出格式；
由一個(gè)電容式濕度傳感元件和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的片上溫度傳感元件組成；
采用SMD封裝適于回流焊；
響應(yīng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)；
AHT20 的供電范圍為 2.0-5.5V，推薦電壓為3.3V。

應(yīng)用場(chǎng)景

它廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào) 、除濕器、測(cè)試及檢測(cè)設(shè)備、消費(fèi)品、汽車、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)記錄器、氣象站、家電、濕度調(diào)節(jié)、醫(yī)療及其他相關(guān)濕度檢測(cè)控制等領(lǐng)域。

封裝

傳感器性能

查看我們之前分享的網(wǎng)文，對(duì)比DHT21的參數(shù)如下：

DHT11及DHT21溫濕度傳感器時(shí)序圖解析（STM32）

由上對(duì)比，AHT20的精度要比DHT21的精度要好，而且價(jià)格又低了很多。

原理圖手冊(cè)中推薦電路

開(kāi)發(fā)板中的原理圖

與開(kāi)發(fā)板連接情況如下：

[td]

管腳名稱	復(fù)用描述
GPIO_13	GPIO_13/ADC6/PWM4_OUT/I2C0_SDA/ UART0_LOG_TXD
GPIO_14	GPIO_14/PWM5_OUT/I2C0_SCL/ UART0_LOG_RXD

由上我們知道，這個(gè)AHT20使用的Hi3861芯片的I2C0。

程序源碼

AHT20的鴻蒙驅(qū)動(dòng)代碼，潤(rùn)和公司的開(kāi)源庫(kù)中已經(jīng)有了，我們就不重復(fù)造輪子了，直接使用，結(jié)合AHT20的數(shù)據(jù)手冊(cè)分析一下代碼。

潤(rùn)和公司開(kāi)源的鴻蒙OS AHT20 數(shù)字溫濕度傳感器驅(qū)動(dòng)庫(kù)：https://gitee.com/hihopeorg/harmonyos-aht20

如何編譯

在 ~/harmony/code/code-1.0/applications/sample/wifi-iot/app目錄下執(zhí)行g(shù)it clonehttps://github.com/xusiwei/harmonyos-aht20,獲取源碼。

修改編譯腳本

在~/harmony/code/code-1.0目錄下執(zhí)行：python build.py wifiiot

模塊的地址

I2C發(fā)送的首字節(jié)包括7位的I2C設(shè)備地址 0x38和一個(gè)SDA方向位X(讀R:'1'，寫W:'0')。

手冊(cè)中描述的模塊地址定義如下：

由上分析，我們得到讀數(shù)據(jù)操作的首字節(jié)AHT20_READ_ADDR和寫數(shù)據(jù)操作的首字節(jié)AHT20_WRITE_ADDR分別定義如下：

#define AHT20_DEVICE_ADDR 0x38
#define AHT20_READ_ADDR ((0x38<<1)|0x1)
#define AHT20_WRITE_ADDR ((0x38<<1)|0x0)
I2C總線

AHT20 采用標(biāo)準(zhǔn)的 I2C協(xié)議進(jìn)行通訊。

對(duì)于I2C通信我們之前分享過(guò)網(wǎng)文：

STM32 I2C通信操作24C02寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)

4位數(shù)碼管顯示模塊驅(qū)動(dòng)

基于鴻蒙OS移植OLED驅(qū)動(dòng)程序

I2C寫函數(shù)

上圖中的AHT20_Write()函數(shù)中調(diào)用了I2cWrite()函數(shù)。

I2cWrite()函數(shù)是系統(tǒng)中I2C進(jìn)行寫操作的函數(shù)，這個(gè)函數(shù)的參數(shù)含義解釋如下：

參數(shù)1：WifiIotI2cIdx id，這個(gè)參數(shù)是使用的I2C的ID，這個(gè)參數(shù)可選下面枚舉中的一個(gè)值：

typedef enum {
/** I2C hardware index 0 */
WIFI_IOT_I2C_IDX_0,
/** I2C hardware index 1 */
WIFI_IOT_I2C_IDX_1,
} WifiIotI2cIdx;

因?yàn)槲覀冞@里使用的是I2C0，所以這個(gè)參數(shù)應(yīng)該為：WIFI_IOT_I2C_IDX_0 。

參數(shù)2：unsigned short deviceAddr，這個(gè)參數(shù)是I2C總線下面的設(shè)備地址，因?yàn)檫@是一個(gè)寫操作，所以這個(gè)參數(shù)我們選用上面的宏定義：AHT20_WRITE_ADDR。

參數(shù)3：const WifiIotI2cData *i2cData，這個(gè)參數(shù)是我們要發(fā)送的數(shù)據(jù)，該變量的數(shù)據(jù)類型為一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型： HalWifiIotI2cData ，該結(jié)構(gòu)體的定義如下。

/**
*@BriefDefines I2C data transmission attributes.
*/
typedef struct {
/** Pointer to the buffer storing data to send */
unsigned char *sendBuf;
/** Length of data to send */
unsigned intsendLen;
/** Pointer to the buffer for storing data to receive */
unsigned char *receiveBuf;
/** Length of data received */
unsigned intreceiveLen;
} HalWifiIotI2cData;
I2C讀函數(shù)

上圖中的AHT20_Read()函數(shù)中調(diào)用了I2cRead()函數(shù)。

I2cRead()函數(shù)是系統(tǒng)中I2C進(jìn)行讀操作的函數(shù)。

I2cRead()函數(shù)的參數(shù)與I2cWrite()函數(shù)的參數(shù)類似，只是參數(shù)3：const WifiIotI2cData *i2cData ，這個(gè)參數(shù)用于接收我們讀取到的數(shù)據(jù)。

常用命令

AHT20常用的命令有：

初始化命令 ('1011’1110') ，即0xBE；
測(cè)量溫濕度命令('1010’1100')，即0xAC；
軟復(fù)位命令('1011’1010')，即0xBA。

基本指令集狀態(tài)位

通過(guò)發(fā)送0x71可以獲取一個(gè)字節(jié)的狀態(tài)字，狀態(tài)字各位的含義描述如下：

狀態(tài)字各位含義說(shuō)明傳感器讀取流程

上電后要等待40ms，讀取溫濕度值之前，首先要看狀態(tài)字的校準(zhǔn)使能位Bit[3]是否為 1(通過(guò)發(fā)送0x71可以獲取一個(gè)字節(jié)的狀態(tài)字)，如果不為1，要發(fā)送0xBE命令(初始化)，此命令參數(shù)有兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)為0x08，第二個(gè)字節(jié)為0x00。

AHT20模塊的狀態(tài)判斷通過(guò)下面AHT20_Calibrate()函數(shù)來(lái)判斷，具體執(zhí)行過(guò)程如下圖所示：

注：在第一步的校準(zhǔn)狀態(tài)檢驗(yàn)只需要上電時(shí)檢查，在正常過(guò)程無(wú)需操作。

軟復(fù)位

上面代碼中有一個(gè)這樣的指令：AHT20_ResetCommand()

這個(gè)命令用于在無(wú)需關(guān)閉和再次打開(kāi)電源的情況下，重新啟動(dòng)傳感器系統(tǒng)。

在接收到這個(gè)命令之后，傳感器系統(tǒng)開(kāi)始重新初始化，并恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置狀態(tài)，軟復(fù)位所需時(shí)間不超過(guò) 20 毫秒。

灰色部分由 AHT20 控制

#define AHT20_CMD_RESET 0xBA // 軟復(fù)位命令
// 發(fā)送軟復(fù)位命令
static uint32_t AHT20_ResetCommand(void)
{
uint8_t resetCmd[] = {AHT20_CMD_RESET};
return AHT20_Write(resetCmd, sizeof(resetCmd));
}

直接發(fā)送 0xAC命令(觸發(fā)測(cè)量)，此命令參數(shù)有兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)為 0x33，第二個(gè)字節(jié)為0x00。

觸發(fā)測(cè)量命令發(fā)送的數(shù)據(jù)如下：

具體使用的代碼如下：

#define AHT20_CMD_TRIGGER 0xAC // 觸發(fā)測(cè)量命令
#define AHT20_CMD_TRIGGER_ARG00x33
#define AHT20_CMD_TRIGGER_ARG10x00

// 發(fā)送觸發(fā)測(cè)量命令，開(kāi)始測(cè)量
uint32_t AHT20_StartMeasure(void)
{
uint8_t triggerCmd[] = {AHT20_CMD_TRIGGER, AHT20_CMD_TRIGGER_ARG0, AHT20_CMD_TRIGGER_ARG1};
return AHT20_Write(triggerCmd, sizeof(triggerCmd));
}

等待75ms待測(cè)量完成，忙狀態(tài)Bit[7]為0，然后可以讀取六個(gè)字節(jié)(發(fā)0X71即可以讀取)。

注：傳感器在采集時(shí)需要時(shí)間，主機(jī)發(fā)出測(cè)量指令（0xAC）后，延時(shí)75毫秒以上再讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)并判斷返回的狀態(tài)位是否正常。若狀態(tài)比特位[Bit7]為0代表設(shè)備閑，可正常讀取，為1時(shí)傳感器為忙狀態(tài)，主機(jī)需要等待數(shù)據(jù)處理完成。

計(jì)算溫濕度值。

相對(duì)濕度轉(zhuǎn)換

將上圖中藍(lán)色背景的六個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)中，紅色方框框住的為濕度數(shù)據(jù)，組成一個(gè)20bit長(zhǎng)度的一個(gè)整形數(shù)；紫色方框框住的20bit為溫度數(shù)據(jù)。

濕度數(shù)據(jù)按下面代碼實(shí)現(xiàn)拼接：

#define AHT20_RESOLUTION (1<<20)??// 2^20

uint32_t humiRaw = buffer[1];
humiRaw = (humiRaw << 8) | buffer[2];
humiRaw = (humiRaw << 4) | ((buffer[3] & 0xF0) >> 4);

通過(guò)手冊(cè)我們得知相對(duì)濕度的計(jì)算公式如下：

上面代碼求得的 humiRaw 即為上圖公式中的Srh，所以根據(jù)上圖公式，使用如下代碼即可獲得相對(duì)濕度RH。

*humi = humiRaw / (float)AHT20_RESOLUTION * 100;
溫度轉(zhuǎn)換

按如下方式合并溫度數(shù)據(jù)的20bit數(shù)據(jù)：

uint32_t tempRaw = buffer[3] & 0x0F;
tempRaw = (tempRaw << 8) | buffer[4];
tempRaw = (tempRaw << 8) | buffer[5];

查看手冊(cè)。我們知道20bit的數(shù)據(jù)跟℃的換算關(guān)系如下：

用代碼具體實(shí)現(xiàn)如下：

*temp = tempRaw / (float)AHT20_RESOLUTION * 200 - 50;
結(jié)果展示

將上面編譯之后的結(jié)果下載驗(yàn)證，輸出如下：

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【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT 套件試用連載】跟著小哈一起讀AHT20溫濕度傳感器驅(qū)動(dòng)源碼

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