KEA128+SHT30+CRC校验

最近更新产品功能的时候使用到Sensirion的SHT30（温湿度传感器），虽说官网上有例程（STM32F100RB），但用的是软件模拟I2C时序控制SHT30进行温湿度读取，我用的是S9KEA128的硬件I2C：

1、引脚定义好了，话不多说，开始看数据手册：

PIN	Name	Comments
1	SDA	数据引脚；上拉10K电阻到VDD
2	ADDR	地址选择引脚； 接GND地址为0x44； 接VDD地址为0x45
3	ALERT	不用必须悬空！！！（可以设置温度、湿度值，超过对应值会输出）
4	SCL	时钟引脚；上拉10K电阻到VDD
5	VDD	电源：2.15V-5.5V
6	nRESET	复位引脚；未使用，需通过一个大于2kΩ的电阻连接到VDD，但是！！！数据手册又说，能不已经上拉了一个50kΩ的电阻到VDD了
7	R	未使用，连接到VDD
8	VSS	GND

2、工作模式

2.1 单次数据采集模式：

单次数据采集模式按照可重复性分为3类：High、Medium、Low

按照clock stretching可分为2类：enabled clock stretching和disabled clock stretching

主机发送开始信号--->主机发送地址（写）--->等待应答--->主机发送指令的高8位0x2C--->等待应答--->主机发送指令的低8位0x06--->等待应答--->主机发送停止信号--->SCL free（延时1ms）--->主机发送开始信号--->主机发送地址（读）--->分为两种模式：单次数据采集过程：（以指令0x2C06为例）：

enabled clock stretching：

等待应答--->SCL pulled low--->主机读温度高8位--->主机发送应答--->主机读温度低8位--->主机发送应答--->主机读温度校验值--->主机发送应答--->主机读湿度高8位--->主机发送应答--->主机读湿度低8位--->主机发送应答--->主机读湿度校验值--->主机发送不应答--->主机发送停止信号

disabled clock stretching：

主机等待不应答信号--->主机发送停止信号--->SCL free（延时1ms）--->主机发送开始信号--->主机发送地址（读）--->等待应答--->主机读温度高8位--->主机发送应答--->主机读温度低8位--->主机发送应答--->主机读温度校验值--->主机发送应答--->主机读湿度高8位--->主机发送应答--->主机读湿度低8位--->主机发送应答--->主机读湿度校验值--->主机发送不应答--->主机发送停止信号

定期数据采集模式：（以指令0x2130为例）：

注：0x2130是1s采集1次数据项目中用的就是定期数据采集模式：

主机发送开始信号--->主机发送地址（写）--->主机等待应答--->主机发送定期采集数据模式指令高8位0x21--->主机等待应答--->主机发送定期采集数据模式指令低8位0x30--->主机等待应答

上面是如何将SHT30设置为1s采集1次数据，程序中需要不停的给SHT30写读取数据指令0xE000来读取数据：

主机发送开始信号--->主机发送地址（写）--->主机等待应答--->主机发送读取数据指令的高8位0xE000--->主机等待应答--->主机发送读取数据指令的低8位0x00--->主机等待应答--->主机发送开始信号--->主机发送地址（读）--->主机等待应答--->主机读温度高8位--->主机发送应答--->主机读温度低8位--->主机发送应答--->主机读温度校验值--->主机发送应答--->主机读湿度高8位--->主机发送应答--->主机读湿度低8位--->主机发送应答--->主机读湿度校验值--->主机发送不应答--->主机发送停止信号

上代码：

void Init_I2C(void)

{

// ICS_ConfigType ICS_set={0};/* Declaration of ICS_setup structure */

// ICS_set.u8ClkMode=ICS_CLK_MODE_FEI;

// ICS_set.bdiv=0;

// ICS_Init(&ICS_set);/*Initialization of Core clock at 48 MHz, Bus Clock at 24 MHz*/

SIM->SCGC |= SIM_SCGC_I2C1_MASK;

I2C1->C1 |= 1<<7;//使能IIC。

I2C1->F = 0x1e;//设置IIC的波特率为100Khz

I2C baud rate = I2C module clock speed (Hz)/(mul × SCL divider)

注：因为BUS是20Mhz 所以查数据手册只有0x1e算出来最接近100Khz

如果BUS是24Mhz，可以选择0x1f

}

void Sht30_Start(void)

{

I2C1->C1 |= I2C_C1_TX_MASK;

I2C1->C1 |= I2C_C1_MST_MASK;

}

void Sht30_Stop(void)

{

I2C1->C1 &= ~I2C_C1_MST_MASK;

}

void Sht30_SendByte(uint8_t Byte)

{

// while(!(I2C1->S1 & 0x80)) ;//传输完成标志

I2C1->C1 |= I2C_C1_TX_MASK;//选择发送模式

I2C1->D = Byte;

while(!(I2C1->S1 & 0x02)) ;//中断挂起

I2C1->S1 |= 0x02 ;//清除中断标志

while((I2C1->S1 & 0x01)) ;//等待应答信号

}

void Sht30_ReadByte1(uint8_t *data , uint8_t ack)

{

while(!(I2C1->S1 & 0x80)) ;//传输完成标志

I2C1->C1 &= ~I2C_C1_TX_MASK;//选择接收模式

if(ack)

I2C1->C1 &= ~I2C_C1_TXAK_MASK;

else

I2C1->C1 |= I2C_C1_TXAK_MASK;

*data = I2C1->D ;

while(!(I2C1->S1 & 0x02)) ;//中断挂起

I2C1->S1 |= 0x02 ;//清除中断标志

}

//系统Init的时候调用一次这个函数

void Sht30_InitPeriod(void)

{

Sht30_Start() ;

Sht30_SendByte(0x88) ;

Sht30_SendByte(0x21) ;

Sht30_SendByte(0x30) ;

Sht30_Stop() ;

delay_s1(150) ;

// I2C_MasterSendWait(I2C1,(SHT30ADDR),&Sht3xPeriodInitCommand[0],2) ;

// delay_s1(150) ;

}

void GetData(void)

{

uint8_t check_data = 0 ;

uint16_t rawValueTemp; // temperature raw value from sensor

uint16_t rawValueHumi; // humidity raw value from sensor

Sht30_Start() ;

Sht30_SendByte(0x88) ;

Sht30_SendByte(0xe0) ;

Sht30_SendByte(0x00) ;

delay_s1(50) ;

I2C1->C1 |= 1<<2;//重启IIC

Sht30_Start() ;

Sht30_SendByte(0x89) ;

// delay_s1(1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[0] , 1) ;//启动I2C数据读取

Sht30_ReadByte1(&SenData[0] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[1] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[2] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[3] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[4] , 1) ;

Sht30_ReadByte1(&SenData[5] , 0) ;

delay_s1(1) ;

Sht30_Stop() ;

check_data = SenData[2] ;

if(SHT3X_CalcCrc(SenDataPeriod , 2 , check_data))

{

rawValueTemp = ((SenDataPeriod[0] << 8) | SenDataPeriod[1]) ;

}

check_data = SenData[5] ;

if(SHT3X_CalcCrc(&SenDataPeriod[3] , 2 , check_data))

{

rawValueHumi = ((SenDataPeriod[3] << 8) | SenDataPeriod[4]) ;

}

temperature = (uint8_t)SHT3X_CalcTemperature(rawValueTemp);

humidity = (uint8_t)SHT3X_CalcHumidity(rawValueHumi);

uint8_t test_data = 0 ;

}

//CRC校验

#define POLYNOMIAL 0x131 // P(x) = x^8 + x^5 + x^4 + 1 = 100110001

static uint8_t SHT3X_CalcCrc(uint8_t data[], uint8_t nbrOfBytes , uint8_t checksum)

{

uint8_t bit; // bit mask

uint8_t crc = 0xFF; // calculated checksum

uint8_t byteCtr; // byte counter

// calculates 8-Bit checksum with given polynomial

for(byteCtr = 0; byteCtr < nbrOfBytes; byteCtr++)

{

crc ^= (data[byteCtr]);

for(bit = 8; bit > 0; --bit)

{

if(crc & 0x80)

crc = (crc << 1) ^ POLYNOMIAL;

else

crc = (crc << 1);

}

}

if(crc != checksum)

return 0 ;

return crc;

}

CRC校验：

1、选择一个数据X当作除数（这个数可以随意选择，也可以按照标准选择（通过多项式进行选择），但是最高位和最低位都必须为1）

2、将X写成二进制（位数为K），在要发送的数据A后加上K-1个0组成一个新的数据Y

3、用Y除以X，得到的余数就是校验码Z（这里的除法为模2除法）余数的位数一定要是比除数位数只能少一位，哪怕前面位是0，甚至是全为0（附带好整除时）也都不能省略

4、在要发送的数据A后加上Z，组成新的数据A1，发送给接收端

5、接收端收到数据A2后，除以X，如果没有余数，则传输正确，否则，出错；

模2除法：

1111000除以1101：

CRC校验举例：列出10011100的校验码1111000除以1101：

1、多项式G（X） = X^3 + X^2 + 1，将多项式转换为二进制，多项式的总位数等于最高次幂+1,3+1=4，多项式中只列出二进制为1的位，所以除数的二进制为1101

2、前面步骤2，组成新的数据就是在10011100后加上3个0，新的数据为10011100000

3、用新的数据10011100000除以除数1101，得到余数001

4、将10011100后加上001组成新的数据10011100001，发送到接收端，接收端接收到的数据除以除数1101，如果没有余数，传输正确，否则，传输出错。

5、有兴趣的可以算算11011100的校验码，多项式G（X） = X^4 + X^3 + 14、将10011100后加上001组成新的数据10011100001，发送到接收端，接收端接收到的数据除以除数1101，如果没有余数，传输正确，否则，传输出错。