Arduino I2C + 温湿度传感器Si7021 |
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Arduino I2C + 温湿度传感器Si7021
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Si7021是Silicon Labs生产的温湿度传感器芯片。其主要特性： 湿度精度：误差典型值+/-2%RH，最大值+/-3%RH（0~80%RH），出厂已校正 温度精度：误差典型值+/-0.3°C，最大值+/-0.4°C（-10°C~85°C），出厂已校正 测量范围：温度范围0~100%RH；温度范围最大-40°C~125°C 工作电压：1.9~3.6V 低功耗：工作时150μA，待机时60nA 接口：I2C，最大速率支持400kbps 长期稳定性：湿度≤0.25%RH/yr，温度≤0.01°C/yr 封装：3x3 mm DFN 片上集成加热器（heater） 可选的疏水性保护盖 与Arduino的连接由于Arduino UNO的工作电压是5V，而Si7021无法在5V电平下工作，二者的连接需要电平转换。转换的方法是在Si7021和Arduino中间通过I2C Logic Level Converter进行连接。双向逻辑电平转换器的原理可参考Philips Semiconductor的应用笔记“Bi-directional level shifter for i2c bus and other systems”。转换器两端都自带了I2C总线需要的上拉电阻。
1. Si7021测量过程中，可以选择让其将SCL拉低（Hold Master Mode），或者不回应MCU发来的讯息（No Hold Master Mode）。 2. 相对湿度测量包含了温度测量；温度测量可以单独进行。 3. 进行相对湿度或温度测量时，MCU对测量值低字节是否发送ACK，决定了Si7021是否返回CRC校验码。当读取上次相对湿度测量时的温度值时，Si7021不回复CRC校验码。以下代码中有一半内容是CRC校验相关的，并不是必须的，CRC算法也未进行优化。 4. 当Si7021用于环境测量时，芯片放置、PCB热阻隔设计对测量精度、响应时间有很大影响，具体可参见官方“Si70xx Humidity Sensor Designer's Guide”文档。 测试代码
 
1 /*
2 Measurement of relative humidity and temperature using Si7021
3 */
4
5 #include
6
7 #define ADDRESS_SI7021 0x40
8 #define MEASURE_RH_HOLD 0xE5
9 #define READ_T_FROM_PRE_RH_MEASUREMENT 0xE0
10
11 byte buffer[] = {0, 0, 0};
12 byte crcHumi;
13
14 word outHumi = 0;
15 word outTemp = 0;
16 float valueHumi = 0;
17 float valueTemp = 0;
18
19 void setup()
20 {
21 Wire.begin();
22 Serial.begin(9600);
23 }
24
25 void loop()
26 {
27 //perform a RH measurement and read back the RH value
28 Wire.beginTransmission(ADDRESS_SI7021);
29 Wire.write(MEASURE_RH_HOLD);
30 Wire.endTransmission();
31
32 Wire.requestFrom(ADDRESS_SI7021, 3);
33 if(Wire.available() >= 3)
34 {
35 buffer[0] = Wire.read(); //high byte
36 buffer[1] = Wire.read(); //low byte
37 buffer[2] = Wire.read(); //crc
38 }
39 outHumi = (buffer[0] |
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