几种数字传感器介绍（一）————温湿度传感器（HDC1080）

一、温湿度采集传感器（HDC1080）

1.简要概述
HDC1080是一种集成温度传感器的数字湿度传感器，具有出色的测量精度和超低的功耗。其具有14位测量分辨率，相对湿度精度为±2%,温度精度为±0.2°C，工作时平均电流在0.7-1.3uA级。
传感器供电电压为2.7V至5.5V，具有较高的电压兼容性，通过单片机读取数据一般不再需要额外设置电平转换控制芯片。
图为传感器功能框图和典型应用

图为HDC1080传感器管脚图：

HDC1080的管脚较为简单，为3*3mm小型器件封装，总共有6个管脚：
SDA,SCL为IIC通信管脚，与单片机IIC接口相连，一般要求接上拉电阻，兼容5V和3.3V；
VDD，GND为电源和地管脚，VCC可接5V或3.3V电源；
NC为闲置管脚，一般悬浮或接地。

2.编程应用
HDC1080作为从设备通过IIC总线与主机通信，上电后至多15ms传感器便可进入工作状态。
读取传感器的数据需要访问HDC1080上的特定寄存器（寄存器地址为7位二进制数），将所需的寄存器地址值写入指针寄存器，寄存器字节首先发送MSB，然后是LSB。

如图为写命令时序图：
1.主机发出起始信号，发送7位从设备地址和写寄存器命令，从机接收后发出应答信号
2.主机发送8位寄存器地址，从机接收并发出应答信号
3.主机发送高八位数据，从机接收并发出应答信号
4.主机发送低八位数据，从机接收并发出应答信号，主机发出停止信号。

如图为读命令时序图：
1.主机发出起始信号，发送7位从设备地址和写寄存器命令，从机接收后发出应答信号
2.主机发送需要读取的寄存器地址，从机接收后返回应答信号
3.主机发出起始信号，发送7位从设备地址和读寄存器命令，从机接收发出应答信号
4.从机发送，主机接收高八位数据并发出应答信号
5.从机发送，主机接收低八位数据并发出应答信号，主机发出停止传输信号

如图为HDC1080寄存器地址及各寄存器作用表格，由此我们可以定义;

# define HDC1080_TEMPERATURE	0x00
# define HDC1080_HUMIDITY		0x01
# define HDC1080_CONFIGURATION	0x02
# define HDC1080_MANUFACTURER_ID 0xFE
# define HDC1080_DEVICE_ID		0xFF
# define HDC1080_SERIAL_ID_FIRST	0xFB
# define HDC1080_SERIAL_ID_MID	0xFC
# define HDC1080_SERIAL_ID_LAST	0xFD

根据写寄存器时序可写：

void HDC1080_WriteReg(u8 Addr,u16 Data)
{
	unsigned char data[2];
	data[0] = (uint8_t)((Data& 0xFF00) >> 8);        //高八位
	data[1] = (uint8_t)(Data & 0x00FF);				//低八位
	IIC_Start();   
	IIC_Send_Byte(0x80);   //·地址为10000000
	IIC_Wait_Ack();              //等待从机应答信号
	IIC_Send_Byte(Addr);   //写寄存器地址
	IIC_Wait_Ack();
	IIC_Send_Byte(data[0]);   //发送高八位
	IIC_Wait_Ack();
	IIC_Send_Byte(data[1]);   //发送低八位
	IIC_Wait_Ack();
	IIC_Stop();   //停止信号
}

根据读寄存器时序可写：

u16 HDC1080_ReadReg(u8 Addr)
{	  
    unsigned char data[2];;	    																 
    IIC_Start();   
	IIC_Send_Byte(0x80);     //·地址为10000000
	IIC_Wait_Ack();  
	IIC_Send_Byte(Addr);   
	IIC_Wait_Ack();
	IIC_Start();  
	IIC_Send_Byte(0x81);   //·地址为10000001
	IIC_Wait_Ack(); 
	data[1]=IIC_Read_Byte(1);   
	data[0]=IIC_Read_Byte(1);   
	IIC_NAck();   
    IIC_Stop();     
	return data;
}

温度和湿度寄存器为二进制格式的16位结果寄存器（2个LSB D1和D0始终为0）。采集结果始终为14位值。结果的准确性与选择的转换时间有关，计算公式如下：

其他更详尽的资料请自行参考数据手册。
参考资料：
1.HDC1080数据手册
2.博客：AnthonyYMH的HDC1080温湿度驱动 IIC I2C STM32，链接：https://blog.csdn.net/weixin_38075894/article/details/100625752?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522163161913016780265415420%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=163161913016780265415420&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allsobaiduend~default-1-100625752.pc_search_es_clickV2&utm_term=hdc1080%E9%A9%B1%E5%8A%A8&spm=1018.2226.3001.4187