跟着小哈一起读AHT20温湿度传感器驱动源码

• 奥松生产于2020年上市；
• 3mmx3mmx1mm 超小体积；
• 标准数字信号、标准I2C输出格式；
• 由电容式湿度传感元件和标准片上的温度传感元件组成；
• 采用SMD封装适用于回流焊；
• 响应快，抗干扰能力强；
• AHT20 供电范围为 2.0-5.5V， 推荐电压为3.3V。

广泛应用于暖通空调 、除湿器、测试和测试设备、消费品、汽车 、自动控制、数据记录器、气象站、家电、湿度调节、医疗等相关湿度检测控制。

查看我们之前分享的在线文本，比较DHT参数如下：

DHT11及DHT21温湿度传感器时序图分析（STM32）

由上对比，AHT20的精度要比DHT精度好，价格低很多。

与开发板的连接如下：

AHT20鸿蒙驱动代码已经存在于润和公司的开源库中，所以我们不重复轮子，直接使用，然后结合AHT20数据手册分析代码。

鸿蒙开源于润和公司OS AHT20 数字温湿度传感器驱动库： https://gitee.com/hihopeorg/harmonyos-aht20

1. 在 ~/harmony/code/code-1.0/applications/sample/wifi-iot/app目录下执行git clone https://github.com/xusiwei/harmonyos-aht20 ,获取源码。

2. 修改编译脚本

3. 在~/harmony/code/code-1.0执行目录：python build.py wifiiot

I2C发送的首字节包括7位I2C设备地址 0x38和一个SDA方向位X(读R:‘1’，写W:‘0’)。

手册中描述的模块地址定义如下：

由上分析，我们得到读数据操作的首字节AHT20_READ_ADDR首字节和写数据操作AHT20_WRITE_ADDR分别定义如下：

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

AHT20 采用标准的 I2C协议通信。

对于I2C我们之前分享过网文:

STM32 I2C通信操作24C写数据，读数据

上图中的AHT20_Write()调用函数I2cWrite()函数。

I2cWrite()函数在系统中I2C写作操作函数。

参数1：WifiIotI2cIdx id ，使用此参数I2C的ID，下列枚举中的一个值可以选择此参数：

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

因为我们在这里使用它I2C0，所以这个参数应该为：WIFI_IOT_I2C_IDX_0 。

参数2：unsigned short deviceAddr，这个参数是I2C总线下的设备地址，因为这是一个写作操作，所以我们选择上述宏定义：AHT20_WRITE_ADDR 。

参数3：const WifiIotI2cData *i2cData ，该参数是我们要发送的数据，该变量的数据类型为结构类型： HalWifiIotI2cData ，结构体的定义如下。

/**  * @brief Defines I2C data transmission attributes.  */ typedef struct {     /** Pointer to the buffer storing data to send */     unsigned char *sendBuf;     /** Length of data to send */     unsigned int  sendLen;     /** Pointer to the buffer for storing data to receive */     unsigned char *receiveBuf;     /** Length of data received */     unsigned int  rceiveLen;
} HalWifiIotI2cData;

上图中的AHT20_Read()函数中调用了I2cRead()函数。

I2cRead()函数是系统中I2C进行读操作的函数。

I2cRead()函数的参数与I2cWrite()函数的参数类似，只是参数3：const WifiIotI2cData *i2cData ，这个参数用于接收我们读取到的数据。

AHT20常用的命令有：

• 初始化命令 (‘1011’1110’) ，即0xBE；
• 测量温湿度命令(‘1010’1100’)，即0xAC；
• 软复位命令(‘1011’1010’)，即0xBA。

通过发送0x71可以获取一个字节的状态字，状态字的描述如下表所示：

1. 上电后要等待40ms，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。

AHT20模块的状态判断通过下面AHT20_Calibrate()函数来判断，具体执行过程如下图所示：

注：在第一步的校准状态检验只需要上电时检查，在正常过程无需操作。

上面代码中有一个这样的指令：AHT20_ResetCommand()

这个命令用于在无需关闭和再次打开电源的情况下，重新启动传感器系统。

在接收到这个命令之后，传感器系统开始重新初始化，并恢复默认设置状态，软复位所需时间不超过 20 毫秒。

灰色部分由 AHT20 控制

#define AHT20_CMD_RESET      0xBA // 软复位命令
// 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));
}

2. 直接发送 0xAC命令(触发测量)，此命令参数有两个字节，第一个字节为 0x33，第二个字节为0x00。

触发测量命令发送的数据如下：

具体使用的代码如下：

#define AHT20_CMD_TRIGGER       0xAC // 触发测量命令
#define AHT20_CMD_TRIGGER_ARG0  0x33
#define AHT20_CMD_TRIGGER_ARG1  0x00

// 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));
}

3. 等待75ms待测量完成，忙状态Bit[7]为0，然后可以读取六个字节(发0X71即可以读取)。

注：传感器在采集时需要时间，主机发出测量指令（0xAC）后，延时75毫秒以上再读取转换后的数据并判断返回的状态位是否正常。若状态比特位[Bit7]为0代表设备闲，可正常读取，为1时传感器为忙状态，主机需要等待数据处理完成。

4. 计算温湿度值。

上图中蓝色背景的六个字节数据中，红色方框框住的为湿度数据，组成一个20bit长度的一个整形数；紫色方框框住的20bit为温度数据。

湿度数据按下面代码实现拼接：

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

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

通过手册我们得知相对湿度的计算公式如下：

上面代码求得的 humiRaw 即为上图公式中的Srh，所以根据上图公式，使用如下代码即可获得相对湿度RH。

*humi = humiRaw / (float)AHT20_RESOLUTION * 100;

按如下方式合并温度数据的20bit数据：

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

查看手册，我们知道20bit的数据跟℃的换算关系如下：

用代码具体实现如下：

*temp = tempRaw / (float)AHT20_RESOLUTION * 200 - 50;

将上面编译之后的结果下载验证，输出如下：

公众号留言区置顶留言获取AHT20的数据手册。

结合数据手册一起看本文，理解更透彻哈。

如果通过本文你学会了看数据手册的方法，点个在看，让我看到有多少人有收获呗？

ps: 文章首发于电子发烧友。

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