鸿蒙之获取温湿度

介绍
HarmonyOS
HarmonyOS轻量和小型系统适用于内存较小的IOT设备。通过本文，开发者可以快速熟悉HarmonyOS轻量和小型系统的环境搭建、编译、烧录、调测以及运行“Hello World”等。
轻量和小型系统的开发有以下两种方法：
用Windows环境进行开发和烧录，使用Linux环境进行编译。
统一使用Linux环境进行开发、编译和烧录。

AHT20
AHT20温湿度传感器具有尺寸小、性能可靠、响应迅速、抗干扰能力强、完全标定、I2C数字接口等特点。

I2C
IC( Inter-- Integrated Circuit）总线是一种由 PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。
在CPU与被控I2C之间、I2C与I2C之间进行双向传送，高速IC总线一般可达400kbps以上。 I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结東传送数据。
应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为 受控单元出现故障。
这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。

具体设计
配置I2C
调用I2cInit接口即可配置I2C接口
hi_i2c_init(HI_I2C_IDX_0, 400*1000);

I2C接口的读函数

static uint32_t AHT20_Read(uint8_t* buffer, uint32_t buffLen)
{
    hi_i2c_data data = { 0 };
    data.receive_buf = buffer;//将获取的数据放进data.receive_buf
    data.receive_len = buffLen;//将数据的长度放进data.receive_len
    uint32_t retval = hi_i2c_read(AHT20_I2C_IDX, AHT20_READ_ADDR, &data);
    if (retval != HI_ERR_SUCCESS) {
        printf("I2cRead() failed, %0X!\n", retval);
        return retval;
    }
    return HI_ERR_SUCCESS;
}

I2C写程序

static uint32_t AHT20_Write(uint8_t* buffer, uint32_t buffLen)
{
    hi_i2c_data data = { 0 };
    data.send_buf = buffer;
    data.send_len = buffLen;
    uint32_t retval = hi_i2c_write(AHT20_I2C_IDX, AHT20_WRITE_ADDR, &data);
    if (retval != HI_ERR_SUCCESS) {
        printf("I2cWrite(%02X) failed, %0X!\n", buffer[0], retval);
        return retval;
    }
    return HI_ERR_SUCCESS;
}

AHT20数字温湿度传感器命令
发送获取状态命令

static uint32_t AHT20_StatusCommand(void)
{
    uint8_t statusCmd[] = { AHT20_CMD_STATUS };
    return AHT20_Write(statusCmd, sizeof(statusCmd));
}

发送软复位命令

static uint32_t AHT20_ResetCommand(void)
{
    uint8_t resetCmd[] = {AHT20_CMD_RESET};
    return AHT20_Write(resetCmd, sizeof(resetCmd));
}

发送初始化校准命令

static uint32_t AHT20_CalibrateCommand(void)
{
    uint8_t clibrateCmd[] = {AHT20_CMD_CALIBRATION, AHT20_CMD_CALIBRATION_ARG0, AHT20_CMD_CALIBRATION_ARG1};
    return AHT20_Write(clibrateCmd, sizeof(clibrateCmd));
}

发送 触发测量 命令，开始测量

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));
}

获取AHT20数字温湿度传感器的值
读取温湿度值之前， 首先要看状态字的校准使能位Bit[3]是否为 1(通过发送0x71可以获取一个字节的状态字)，
// 如果不为1，要发送0xBE命令(初始化)，此命令参数有两个字节， 第一个字节为0x08，第二个字节为0x00。

uint32_t AHT20_Calibrate(void)
{
    uint32_t retval = 0;
    uint8_t buffer[AHT20_STATUS_RESPONSE_MAX];
    memset(&buffer, 0x0, sizeof(buffer));

    retval = AHT20_StatusCommand();
    if (retval != HI_ERR_SUCCESS) {
        return retval;
    }

    retval = AHT20_Read(buffer, sizeof(buffer));
    if (retval != HI_ERR_SUCCESS) {
        return retval;
    }

    if (AHT20_STATUS_BUSY(buffer[0]) || !AHT20_STATUS_CALI(buffer[0])) {
        retval = AHT20_ResetCommand();
        if (retval != HI_ERR_SUCCESS) {
            return retval;
        }
        usleep(AHT20_STARTUP_TIME);
        retval = AHT20_CalibrateCommand();
        usleep(AHT20_CALIBRATION_TIME);
        return retval;
    }

    return HI_ERR_SUCCESS;
}

接收测量结果，拼接转换为标准值

uint32_t AHT20_GetMeasureResult(float* temp, float* humi)
{
    uint32_t retval = 0, i = 0;
    if (temp == NULL || humi == NULL) {
        return HI_ERR_FAILURE;
    }

    uint8_t buffer[AHT20_STATUS_RESPONSE_MAX];
    memset(&buffer, 0x0, sizeof(buffer));//清空memset
    retval = AHT20_Read(buffer, sizeof(buffer));  // recv status command result
    if (retval != HI_ERR_SUCCESS) {
        return retval;
    }

    for (i = 0; AHT20_STATUS_BUSY(buffer[0]) && i < AHT20_MAX_RETRY; i++) {
        // printf("AHT20 device busy, retry %d/%d!\r\n", i, AHT20_MAX_RETRY);
        usleep(AHT20_MEASURE_TIME);
        retval = AHT20_Read(buffer, sizeof(buffer));  // recv status command result
        if (retval != HI_ERR_SUCCESS) {
            return retval;
        }
    }
    if (i >= AHT20_MAX_RETRY) {
        printf("AHT20 device always busy!\r\n");
        return HI_ERR_SUCCESS;
    }

    uint32_t humiRaw = buffer[1];
    humiRaw = (humiRaw << 8) | buffer[2];
    humiRaw = (humiRaw << 4) | ((buffer[3] & 0xF0) >> 4);
    *humi = humiRaw / (float)AHT20_RESOLUTION * 100;

    uint32_t tempRaw = buffer[3] & 0x0F;
    tempRaw = (tempRaw << 8) | buffer[4];
    tempRaw = (tempRaw << 8) | buffer[5];
    *temp = tempRaw / (float)AHT20_RESOLUTION * 200 - 50;
    // printf("humi = %05X, %f, temp= %05X, %f\r\n", humiRaw, *humi, tempRaw, *temp);
    return HI_ERR_SUCCESS;
}

例程实现

static void EnviromentTask(void *arg)     
{
    (void)arg;
    uint32_t retval = 0;
    float humidity = 0.0f;//定义存放湿度的变量
    float temperature = 0.0f;//定义存放温度的变量
    I2cInit(AHT20_I2C_IDX, AHT20_BAUDRATE);//初始化I2C
    while (WIFI_IOT_SUCCESS != AHT20_Calibrate()) {
        printf("AHT20 sensor init failed!\r\n");
        usleep(1000);
    }
    while(1) {
        retval = AHT20_StartMeasure();//发送 触发测量 命令，开始测量
        if (retval != WIFI_IOT_SUCCESS) {
            printf("trigger measure failed!\r\n");
        }

        retval = AHT20_GetMeasureResult(&temperature, &humidity);//温湿度的值放入变量的地址中
        if (retval != WIFI_IOT_SUCCESS) {
            printf("get humidity data failed!\r\n");
        }
        snprintf(line, sizeof(line), "temp: %.2f", temperature);
        OledShowString(0, 1, line, 1);
        snprintf(line, sizeof(line), "humi: %.2f", humidity);
        OledShowString(0, 2, line, 1);
        sleep(1);
    }

}