基於STC微控制器和AHT10溫溼度感測器的溫溼度計的設計

大家好，我是『芯知識學堂』的SingleYork，今天筆者要跟大家分享一款「溫溼度計」的製作，這是筆者曾經發表過的原文地址：https://www.icxbk.com/article/detail?aid=819。

一說到溫溼度檢測，或許大家第一個想到的就是DHT11了吧，單匯流排介面，操作方便，或者就是SHT2X系列的，IIC匯流排介面，程式設計也是比較簡單。但是你們可能想錯了，筆者今天要介紹的主角不是他們。

我們在設計產品的時候，很多時候不僅僅要考慮到體積，同時也要考慮成本，然而上面兩類感測器，DHT11的體積顯然是比較大的，SHT2X系列的感測器，成本也會讓人望而生畏。那麼，有沒有一款體積又小，價格又相對比較便宜的溫溼度感測器呢？答案自然是肯定的！這不，今天筆者要給大家介紹的這款也是由奧鬆電子出品的溫溼度感測器AHT10，既體積小，價格又相對比較便宜，當然，最重要的是精度也不差！

我們先來看一下這款溫溼度感測器的引數基本引數，如下圖所示：

接下來，我們再來看一下它的尺寸和封裝，雙列扁平無引腳SMD封裝，體積僅有541.6mm，也算的上是非常的小巧了(當然，比SHT20的尺寸32.41.1來說，還是要大了一點，但是比起DHT11的尺寸15.5125.5mm來說，小了就不是那麼一點點了)：

至於價格方面嘛，DHT11在某寶差異比較大，有2塊多的，也有5塊多的，在某商城的價格基本在4.5左右(含稅)，SHT20含稅在6塊多一點，AHT10在某商城沒看到，某寶基本在3.5左右！初步看來，AHT10的價效比似乎要高一些。

好了，關於這幾款感測器就簡單略過，畢竟他們不是本文的重點，因為今天筆者主要是要跟大家介紹AHT10這款感測器的應用。下圖是筆者設計的一款產品，至於產品的用途就不多說了，這款板子上所用到的用於溫溼度檢測的感測器就是這款AHT10，筆者就以這個板子為例給大家詳細介紹一下AHT10的使用：

為了便於SMT加工，主要元件基本都放置在了板子的背面，我們再來看下板子的正面，是由一個OLED模組和4個按鍵組成：

主控MCU是用的STC8A8K64S4A12這款最新出的微控制器，OLED模組用的中景園的IIC介面的0.96寸OLED模組，解析度是128*64;

ATH10的控制也很簡單，直接IIC介面，除電源線外，另外只需2根線（SCL和SDA）即可，只是這裡需要注意幾點：

1. 產品在電路使用中主機MCU的供電電壓必須與感測器一致；
2. IIC匯流排上僅能連線單個AHT10，且不能連線其它IIC器件。

好了，硬體部分連線很簡單，就不多說了，接下來我們看軟體設計部分，我們先來看下OLED介面，即最終我們要顯示的效果：

OLED介面設計大致思路是這樣的：我們將解析度為128*64的OLED屏分成8行，其中：

• 第0-1行，用來顯示「溫溼度計」4個16*16的漢字；
• 第3-4行，用來顯示溫度資訊；
• 第6-7行，用來顯示溼度資訊；

於是，在程式中我們便可以這樣設計：

這裡用到了三個顯示函數， OLED_ShowCHinese（）、OLED_ShowNum（）和OLED_ShowString（），分別用來顯示漢字、數位和字元，其中OLED_ShowCHinese（）函數的原型如下，相容了1616和3232兩種大小的字型：

另外，OLED_ShowNum（）函數和OLED_ShowString（）函數的原型分別如下圖所示：

跟OLED相關的驅動，基本都是由中景園提供的例程，然後做了一些不同大小字型匹配的修改，大家要是有什麼不明白的地方，可以直接檢視官方提供的資料，在此筆者也就不多說什麼了。

關於字型取模，筆者也簡單說下，利用中景園提供的取模軟體，大致操作流程如下：

1、 將取模模式設定為「字元模式」：

2、 設定字模相關的引數：

3、 設定字型及字號，然後輸入我們要取模的漢字或字元，點選「生成字模」即可：

接下來，我們只需要將取模生產的檔案複製到oledfont.h這個字型檔檔案中即可：

當然咯，這個字型檔檔案中本身就給我們提供了不同大小的常用的ASCII表的字型檔，所以，我們只需要新增其他這個字型檔中沒有的字型即可。大家只要掌握了方法，筆者相信新增字型檔對大家來說應該是件很簡單的事情！最終，筆者的字型檔檔案如下圖所示：

接下來，我們就要來看下ATH10的驅動程式，關於AHT10的驅動，官網也提供了基本的例程，所以，筆者也是基於官網例程，再根據身硬體做了一些小改動，官網例程連結：http://www.aosong.com/class-36.html。

接下來，我們就簡單分析一下AHT10驅動相關的程式。首先，我們來看下AHT10初始化的指令：

咋一看，可能有點懵逼，但是，結合手冊我們就不難理解，首先，我們從手冊上知道ATH10的器件地址為0x38，然後它的讀寫指令格式就是：裝置地址（7bit）+ SDA方向位(1bit)，其中方向位讀R：1，寫W：0，指令構成如下圖所示：

在AHT10初始化的時候，我們是要設定系統暫存器的一些引數，所以應該是寫，自然，這裡首先就應該傳送0x70，至於第二條指令0xe1，就是初始化命令了，後面跟著的0x08和ox00也是跟系統設定相關的指令，關於這幾條指令的具體含義官方手冊上並沒有明確說明，因此，我們只需要知道按照這種方式傳送指令就好了。

在初始化的時候，我們需要等待「校準是能位」為1時，才表示感測器已經工作正常了，如果沒有讀到這個「校準使能位」為1，則重新復位，繼續傳送初始化指令，若復位10次仍讀不到改位為1，不再傳送初始化指令，並返回0。從手冊上我們知道，這個「校準使能位」是狀態位中的bit[3]：

在初始化OK之後，我們就可以開始測量溫溼度的值了，從資料手冊上我們可以看到，要觸發測量的話，我們需要傳送如下四條指令：

也就是，我們程式中的0x70、0xac、0x33和0x00這四條指令：

由於感測器在採集時需要時間，所以在主機發出測量指令（0xAC）後，我們需要延時75毫秒以上再讀取轉換後的資料並判斷返回的狀態位是否正常。若狀態位bit[7]為0表示資料可正常讀取，為1時感測器為忙狀態，主機需要等待資料處理完成。

當資料可以正常讀取時，我們就可以傳送0x71這條指令，開始讀取資料了，關於這裡為什麼是0x71而不是別的值，前面已經介紹過了AHT10讀寫指令構成了，在此就不做過多解釋了。還是一樣，我們來看下手冊上的讀指令說明：

從上圖中我們可以知道，在主機傳送讀指令後，從機會返回6個byte的資料，分別是狀態(8bit)、溼度資料(8bit)、溼度資料(8bit)、溼度資料(高4bit)、溫度資料(低4bit)、溫度資料(8bit)、溫度資料(8bit)，於是，我們在程式中設定了6個變數，用來儲存這幾個資料，並且，我們將溫溼度的原始資料，也分別用一個變數來儲存：

接下來，我們就要根據手冊提供的溫溼度的轉換公式，來對溫溼度資料進行轉換，首先，我們看下手冊上的轉換公式：

根據上述轉換公式，我們可以在程式中做如下計算：

至此，溫溼度的採集和顯示，就OK了，我們看下最終的溫溼度資料轉換並在OLED顯示的這部分完整程式碼：

好了，關於這款溫溼度計的製作，筆者就簡單介紹到這裡了，大家如果感興趣的話，可以某寶買現成的模組，自己DIY一個，站內私信可以向筆者索取原始碼，感謝大家的支援，如果喜歡這篇文章的話，歡迎點贊並轉發！

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