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嵌入式开发--温度、湿度、气压传感器BME280

news 2025/10/9 7:50:53

1、芯片介绍

在这里插入图片描述

BME280是BOSCH的一颗低功耗的温度、湿度、气压传感器芯片，尺寸是2.5 mm x 2.5 mm x 0.93 mm，非常的小巧，同时支持I2C和SPI接口，

支持3种工作模式转换

上电之后是休眠状态。
对Mode[1:0]写入11，可以进入正常测量模式，芯片进行连续测量和读取测量数据。写入00可以返回休眠模式。
对Mode[1:0]写入01，则设置为强制模式，芯片进行一次测量，测量完成后进入休眠模式，可以通过数据接口读取寄存器，获取测量数据。
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湿度测量的设置

对osrs_h[2:0]写入相关的数值，可以设置禁止测量或过采样，如下表
在这里插入图片描述
对osrs_h[2:0]写入000，会禁止湿度测量，或按上图测量过采样的值。

温度测量

对osrs_t[2:0]进行设置，与湿度类似

气压测量

对osrs_p[2:0]进行设置，与湿度类似

复位

对0xe0地址的寄存器写入0xb6，可以对芯片进行软复位。

读取ID

读取0xd0地址的寄存器可以获得芯片ID，应当为0x60。可以做为芯片通讯是否正常的判断依据。

测量状态指示status

measuring位，当自动转换进行时，该位自动置1。测量完成后，数据传输到寄存器后，该位置0。
可以通过读取该位，获得传感器状态，当为0时，可以正常读取传感器数据。

寄存器映射

全部寄存器的映射如下图，方框的颜色表示了不同的读写属性，具体含义可以阅读手册。
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2 MCU的设置

我使用的是SPI2，SPI的参数设置如下：
在这里插入图片描述

3 软件编写

软件编写需要按照以下流程进行：

3.1 芯片复位

上电后发送reset指令

u8 BME280_Reset(void)
{bme280_tx_data[0] = BME280_REG_RESET;bme280_tx_data[1] = 0xb6;SPI2_CS(0);HAL_SPI_Transmit(&BME280_SPI, bme280_tx_data, 2, 100);
//  HAL_SPI_Transmit(&BME280_SPI, (u8*)(0xb6), 1, 100);SPI2_CS(1);delay_us(100);return 0;
}

3.2 读取ID

以判断芯片是否工作正常

u8 BME280_Read_ID(void)
{bme280_tx_data[0] = BME280_REG_ID;SPI2_CS(0);//  HAL_SPI_Transmit(&BME280_SPI, bme280_tx_data, 1, 100);
//  HAL_SPI_Receive(&BME280_SPI, bme280_rx_data, 1, 100);HAL_SPI_TransmitReceive(&BME280_SPI, bme280_tx_data, bme280_rx_data, 2, 10);SPI2_CS(1);return bme280_rx_data[1];
}

3.3 读取补偿寄存器的数值，并转换为相应的补偿参数

Bosch在出厂时对每一个传感器都进行过校准，所以每一颗芯片的补偿参数都不一样，需要自行从芯片中读取。补偿的计算方法，在芯片手册中已经给出。
补偿寄存器共42个，位于2个连续的数据段中，
calib00~25，起始地址为0x88，终止地址为0xa1，共26个
calib26~41，起始地址为0xe1，终止地址为0xf0，共16个
当读取完全部的补偿寄存器后，需要将其组合成若干个校准参数
在这里插入图片描述

其中温度补偿有3个参数，T1~T3
气压补偿是9个，P1~P9
湿度补偿6个，H1~H6
注意最后一栏，有些是有符号数，有些是无符号数，不要弄错了

3.4设置功能寄存器

需要设置3个功能寄存器：ctrl_hum， ctrl_meas， config。
至此初始化过程结束，可以进行正常的数据采集了。

  bme280_tx_data[0] = 0x7f & BME280_REG_CTRL_HUM;BME280_Write(bme280_tx_data[0], &ctrl_hum);bme280_tx_data[0] = 0x7f & BME280_REG_CTRL_MEAS;BME280_Write(bme280_tx_data[0], &ctrl_meas);bme280_tx_data[0] = 0x7f & BME280_REG_CONFIG;BME280_Write(bme280_tx_data[0], &config);

代码略，需要的自行下载文末代码。

3.5 读取寄存器

// 读取BME280的温度、湿度、气压数据
void BME280_Get_Temp_Hum_Press(void)
{u8 i;s32 t,h,p;static u8 data[8] = {0};//获取气压，温度，湿度for(i=0; i<8; i++){data[i] = BME280_Read_1_REG(0xf7+i);}//组合为温度湿度气压的原始数据t = data[3]<<12 | data[4]<<4 | data[5]>>4;      h = data[6]<<8  | data[7];                      p = data[0]<<12 | data[1]<<4 | data[2]>>4;    //计算补偿后的温度湿度气压值bme280_temp = BME280_Compensate_s32_T(t);               bme280_humi = (u32)(BME280_Compensate_s32_H(h)/10.24f);bme280_press= BME280_Compensate_s32_P(p); 
}

3.6 计算补偿

对于STM32来说，可以使用32位定点计算，复杂度不高，速度快。
计算的过程需要使用初始化过程中已经设置好的补偿参数。
需要注意的是t_fine这个参数，它是根据温度值和补偿值计算出来的，不同的温度，对应着不同的t_fine值。所以t_fine需要在每次采集温度后重新计算。
也就是说，温度的测量是必须的，如果将其禁止不测的话，t_fine就无法计算了。

4 完整代码下载
代码是从项目中摘取的，所以不能发完整的工程代码，只提供BSP支持包，其实支持包已经足够使用了。
下载地址：BSP支持包下载

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http://www.dtcms.com/a/457581.html