大棚环境信息采集-任务二 大棚内环境信息采集

任务二：大棚内环境信息采集01任务描述:通过编辑代码使用CC2530单片机的通用I/O模拟IIC总线接口，将模拟总线与温湿度传感器相连接，使用IIC总线协议实现对温湿度传感器的数据获取，通过串口将采集的温湿度传感器数据打印在PC上以显示获取的信息。02学习目标：掌握总线的作用和种类掌握使用CC2530通用I/O模拟IIC总线任务二：大棚内环境信息采集总线通讯1.1

单片机总线总线指能为多个部件服务的信息传送线。一般又含有三种不同功能的总线，即数据总线DB(DataBus)、地址总线AB(AddressBus)和控制总线CB(ControlBus)。地址总线地址总线可传送单片机送出的地址信号，用于访问外部存储器单元或I/O端口。数据总线数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O端口之间传送数据。控制总线控制总线实际上就是一组控制信号线，包括单片机发出的，以及从其它部件送给单片机的各种控制或联络信号。任务二：大棚内环境信息采集总线通讯1.2

总线传输决定哪个主控设备使用总线主控设备送出要访问的主存或设备的地址，同时送出有关命令(读或写等)，启动从设备；有关信息在总线上撤销，让出总线使用权。主、从设备间进行数据交换；总线裁决寻址阶段数据传输阶段结束阶段任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.1

IIC总线通讯

任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.2

IIC基本读写过程

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通讯的起始和停止信号起始(S)和停止(P)信号是两种特殊的状态。当SCL线是高电平时SDA线从高电平向低电平切换，这个情况表示通讯的起始。当SCL是高电平时SDA线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。起始和停止信号一般由主机产生。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.4

数据有效性传输时，SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，即此时的SDA为高电平时表示数据“1”，为低电平时表示数据“0”。当SCL为低电平时，SDA的数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.5

地址及数据方向协议规定设备地址可以是7位或10位，实际中7位的地址应用比较广泛。紧跟设备地址的一个数据位用来表示数据传输方向，它是数据方向位(R/W)，第8位或第11位。数据方向位为“1”时表示主机由从机读数据，该位为“0”时表示主机向从机写数据。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.6

响应数据和地址传输都带响应。响应包括“应答(ACK)”和“非应答(NACK)”两种信号。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.7

SPI总线通讯SPI协议是由摩托罗拉公司提出的通讯协议(SerialPeripheralInterface)，即串行外围设备接口，是一种高速全双工的通信总线。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.8SPI通讯总线SPI通讯使用3条总线及片选线，3条总线分别为SCK、MOSI、MISO，片选线为SS，它们的作用介绍如下：SS(SlaveSelect)从设备选择信号线，常称为片选信号线，也称为NSS、CS，以下用NSS表示。SCK(SerialClock)时钟信号线，用于通讯数据同步。MOSI(MasterOutput，SlaveInput)主设备输出/从设备输入引脚。MISO(MasterInput，SlaveOutput)主设备输入/从设备输出引脚。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.9SPI通讯的通讯时序这是一个主机的通讯时序。NSS、SCK、MOSI信号都由主机控制产生，而MISO的信号由从机产生，主机通过该信号线读取从机的数据。MOSI与MISO的信号只在NSS为低电平的时候才有效，在SCK的每个时钟周期MOSI和MISO传输一位数据。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.10单总线通讯单总线通讯单总线要求外接一个约5k的上拉电阻。这样，当单总线在闲置时，状态为高电平。如果传输过程需要暂时挂起，且要求传输过程还能够继续，则总线必须处于空闲状态。单总线通信时，主机和从机通过1根线进行通信，在一条总线上可挂接的从器件数量几乎不受限制。单总线是美国DALLAS公司推出的外围串行扩展总线技术。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.11单总线通信时序单总线协议定义了复位脉冲、应答脉冲、写0、读0和读1时序等几种信号类型。任务二：大棚内环境信息采集2.常用通信总线2.12单总线命令序列每次访问单总线器件。都必须遵守这个命令序列。如果序列出现混乱，则单总线器件不会响应主机。初始化ROM命令功能命令任务二：大棚内环境信息采集3.温湿度传感器简介3.1温湿度传感器温湿度传感器只是传感器其中的一种而已，只是把空气中的温湿度通过一定检测装置，测量到温湿度后，按一定的规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，用以满足用户需求。任务二：大棚内环境信息采集3.温湿度传感器简介3.2HTU21D温湿度传感器HTU21D温度和湿度传感器为OEM应用提供一个准确可靠的温湿度测量数据。通过一个微控制器的接口和模块连接达到温度和湿度数字输出。HTU21D小体积低功耗的特点专为应对设备空间狭小和成品敏感的应用设计。任务二：大棚内环境信息采集4.任务引导及步骤4.1温湿度传感器原理图任务二：大棚内环境信息采集4.任务引导及步骤4.2程序流程图任务二：大棚内环境信息采集4.任务引导及步骤4.3模块初始化程序voidhtu21d_init(void){iic_init(); //I2C初始化iic_start(); //启动I2Ciic_write_byte(HTU21DADDR&0xfe); //写HTU21D的I2C地址iic_write_byte(0xfe);iic_stop(); //停止I2Cdelay(600); //短延时}任务二：大棚内环境信息采集4.任务引导及步骤4.4模块读取数据程序unsignedcharhtu21d_read_reg(unsignedcharcmd){unsignedchardata=0;iic_start();//I2C开始if(iic_write_byte(HTU21DADDR&0xfe)==0){//写HTU21D的I2C地址if(iic_write_byte(cmd)==0){//写寄存器地址do{delay(30);//延时30msiic_start(); //开启IIC通信}while(iic_write_byte(HTU21DADDR|0x01)==1);//发送读信号data=iic_read_byte(0);//读取一个字节数据iic_stop();//I2C停止}}returndata;}任务二：大棚内环境信息采集4.任务引导及步骤4.5IIC初始化程序#defineSCL P0_0 //IIC时钟引脚定义#defineSDA P0_1 //IIC数据引脚定义voidiic_init(void){P0SEL&=~0x03;//设置P0_0/P0_1为普通IO模式P0DIR|=0x03;//设置P0_0/P0_1为输出模式SDA=1;//拉高数据线iic_delay_us(10);//延时10usSCL=1;//拉高时钟线iic_delay_us(10);//延时10us}任务二：大棚内环境信息采集4.任务引导及步骤4.6IIC起始程序voidiic_start(void){SDA=1;//拉高数据线SCL=1;//拉高时钟线iic_delay_us(5);//延时SDA=0;//产生下降沿iic_delay_us(5);//延时SCL=0;//拉低时钟线}任务小结大棚内环境信息采集通过对大棚温湿度信息采集系统项目的学习和实践，学习了总线的工作原理和通信协议，并掌握通过CC2530微处理器驱动总线，学习了温湿度传感器的基本工作原理，结合总线实现CC2530驱动温湿度传感器。温湿度传感器总线介绍知识点1知识点2通过串口的学习，掌握其参数、寄存器配置，并掌握CC25