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STM32CubeMX学习教程之十二:硬件I2C2读取SHT20温湿度并显示在LCD

发布时间:2020-06-09 发布时间:
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上一篇我们通过硬件I2C读取了SHT20的温湿度信息并且通过printf重定向到USART1串口打印信息。那么这一次是通过硬件I2C2读取SHT20温湿度并显示在LCD1602/LCD2004上(LCD1602/LCD2004通过硬件I2C1连接)。LCD2004的使用方法和LCD1602几乎完全一样,只是多了两行而已,只需要注意一下第三行和第四行的起始地址就好。


软件版本:


STM32CubeMX V4.25.0  


System Workbench V2.4

固件库版本:


STM32Cube FW_F1 V1.6.1


硬件:


OneNet 麒麟座V2.3


在STM32CubeMX中新建项目,选择正确的MCU型号(或者旧项目另存一下也可以)。



设置RCC, SYS,I2C1, I2C2,I2C的设置不需要改,用默认的值就好(默认速率为100KHz)。


打开串口USART1,串口设置也不需要修改,默认115200波特率。



然后根据板子实际情况设置时钟(麒麟座外部晶振是12M,STM32F103x的最高主频是72M),如下图



引脚设置如下:



麒麟座V2.3 的 SHT20是接在I2C2上的,但是LCD1602如果需要用I2C方式连接,那么需要一块转接板(IO Expander),常用的是PCF8574, 我使用的是PCF8574AT。板子如下图:



直接焊接到LCD1602/LCD2004背面就可以,两者pin脚数量完全相同。


 


Project - setting ,ToolChain/IDE选择 SW4STM32,注意项目名称这里不能有空格,最好不要用中文。



勾选这里

保存以后,点击任务栏的生成代码图标



生成完毕以后在弹出的对话框点击"Open Project", System Workbench自动打开Eclipse并导入和打开了项目,然后展开项目树,


 


双击Src文件夹下的i2c.c, 照例我们需要修改那个bug,把I2C1和I2C2时钟初始化提前到GPIO初始化前面(注意两个都需要修改): 


/* USER CODE BEGIN I2C1_MspInit 0 */

 

__HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE(); //提前初始化I2C时钟

 

  /* USER CODE END I2C1_MspInit 0 */

 

  

 

    /**I2C1 GPIO Configuration    

    PB6     ------> I2C1_SCL

    PB7     ------> I2C1_SDA 

    */

 

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;

 

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;

 

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

 

    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

 

    /* I2C1 clock enable */

 

//    __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();

 

  /* USER CODE BEGIN I2C1_MspInit 1 */

 

  /* USER CODE END I2C1_MspInit 1 */

 

  }

 

  else if(i2cHandle->Instance==I2C2)

 

  {

 

  /* USER CODE BEGIN I2C2_MspInit 0 */

 

__HAL_RCC_I2C2_CLK_ENABLE();//提前初始化I2C时钟

 

  /* USER CODE END I2C2_MspInit 0 */

 

  

 

    /**I2C2 GPIO Configuration    

    PB10     ------> I2C2_SCL

    PB11     ------> I2C2_SDA 

    */

 

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11;

 

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;

 

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

 

    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

 

    /* I2C2 clock enable */

 

//    __HAL_RCC_I2C2_CLK_ENABLE();

 

  /* USER CODE BEGIN I2C2_MspInit 1 */

 


然后编辑main.c,首先我们需要用printf输出一些信息并重定向到串口,参考前面的教程,我们做如下修改:


 


/* USER CODE BEGIN PFP */

 

 

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

 

 

#ifdef __GNUC__

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)

#else

#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)

#endif

int getDigits(float d, int digits) //提取float的每位数字

 

 

{

 

 

int tempint = (int)(d / pow(10.0, digits - 1));

 

 

return (tempint % 10);

 

 

}

 

 

/* USER CODE END PFP */

/* USER CODE BEGIN 0 */

PUTCHAR_PROTOTYPE{ HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF); return ch;}

/* USER CODE END 0 */

注意我们需要输出浮点数,所以还需要进行如下修改,右键点击项目,选择:


project properties > C/C++ Build > Settings > Tool Settings (TAB) > MCU GCC Linker > Miscellaneous > Linker flags


在把-specs=nosys.specs -specs=nano.specs 改为 -specs=nosys.specs -specs=nano.specs -u _printf_float


 


另外不要忘记把STM32Cube_FW_F1_V1.6.0ProjectsSTM3210C_EVALExamplesUARTUART_Printfsyscalls.c 文件复制到Src目录


 


继续编辑main.c, 添加头文件和变量。


/* USER CODE BEGIN Includes */

#include "sht20.h"

#include "i2clcd.h"

#include "math.h" //pow()需要这个库

/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN PV */

char t2;

char t1;

char tdec;

char rh2;

char rh1;

char rhdec;

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE END PV */

 

 /* USER CODE BEGIN 2 */

lcd_init();

lcd_clear();

lcd_setCursor(1,0);

lcd_send_string ("SHT20 LCD I2C Test");

lcd_setCursor(2,1);

lcd_send_string ("Author: SimonLiu");

HAL_Delay(3000);

lcd_clear();

lcd_setCursor(0,0);

lcd_send_string("Temp:");

lcd_setCursor(0,1);

lcd_send_string("RH:");

HAL_Delay(1000);

printf("rn Turning off backlight...rn");

lcd_noBacklight();

HAL_Delay(2000);

printf("rn Turning ON backlight...rn");

lcd_backlight();

/* USER CODE END 2 */

 

while (1) {

 

  /* USER CODE END WHILE */

 

  /* USER CODE BEGIN 3 */

 

SHT20_GetValue();

printf( "Temperature:%0.1fC,  Humidity:%0.1f%%rn", sht20_info.tempreture, sht20_info.humidity);

 

t2 = getDigits(sht20_info.tempreture,2) + 48;  //48 (or 0x30) is the ASCII code for 0.

t1 = getDigits(sht20_info.tempreture,1) + 48;

tdec = getDigits(sht20_info.tempreture,0) + 48;

 

rh2 = getDigits(sht20_info.humidity,2) + 48;

rh1 = getDigits(sht20_info.humidity,1) + 48;

rhdec = getDigits(sht20_info.humidity,0) + 48;

 

lcd_setCursor(6,0);

lcd_send_data (t2);

lcd_send_data (t1);

lcd_send_data ('.');

lcd_send_data (tdec);

lcd_send_string ("C");

 

lcd_setCursor(6,1);

lcd_send_data (rh2);

lcd_send_data (rh1);

lcd_send_data ('.');

lcd_send_data (rhdec);

lcd_send_string ("%");

 

 

HAL_Delay(1000);

}

  /* USER CODE END 3 */

 

}

 


其中sht20.h和sht20.c 是基于麒麟座官方的例程移植的,原作者是张继瑞。


 


i2clcd.h和i2clcd.c 基于网络例程修改,来源 http://controllerstech.com/wp-content/uploads/2018/02/LCD-I2C.zip, 我增加了lcd_setCursor, lcd_clear,lcd_backlight, lcd_noBacklight命令。


int getDigits(float d, int digits) 函数用于提取每位数字用于LCD1602/LCD2004显示。


源码下载地址:https://github.com/simonliu009/STM32F10x-I2C-SHT20-LCD1602


右键点击项目,选择Properties, Run-Debug Settings, 点击右侧的New,在弹出对话框中选择Ac6 STM32 Debugging。



然后任务栏上点击Run图,当然会报错的,原因请查看另一篇我的博客(https://blog.csdn.net/toopoo/article/details/79680323),所以需要右键点击  项目名Run.cfg ,给它改个名字,



然后右键点击项目树里面的项目名称,选择“Propeties”,然后在Run/Debug Settings-选择项目名-Edit-Main-C/C++Application那里点击“Search Project”,然后选择出现的默认的elf文件:



然后在Debugger-User Defined-Browse 那里选择你自己改名的配置文件:



然后右键点击那个新的cfg文件,选择"Open With - Text Editor", 进行如下更改:


source [find interface/stlink.cfg] 更改为 source [find interface/stlink-v2.cfg]


reset_config srst_only srst_nogate connect_assert_srst 这一行改为 reset_config none 


然后再Run一下,就可以了。


注意在启动的时候,我做了一次背光开启和关闭的动作。不是软件bug,而是对背光控制命令的一个测试。


关键字:STM32CubeMX  硬件I2C2  读取SHT20  LCD1602  LCD2004 

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