GXHT30温湿度传感器

介绍

GXHT3x-DIS 是中科银河芯开发的新一代单芯片集成温湿度一体传感器，它有两个供用户选择的 I2C 地址， I2C 通信速度高达1MHz，芯片采用小型化 DFN 封装，外形尺寸 2.5 x 2.5 mm2，高度 0.9 mm. 这使得 GXHT3x-DIS 可以集成在各种应用场合；此外 2.2-5.5V 宽供电电压范围使得它可以适应各种供电环境

范围精度

GXHT30典型精度：±3%RH和±0.3°C
温度典型值：从-45°C到130°C
电源电压范围：从2.2V到5.5V
工作范围：测量范围0-100%相对湿度
响应速度：内部数据测量时间低至 2.5ms

硬件电路

最小电路：i2c接口的两个引脚SCL和SDA接上拉电阻到VDD，模块的接法是上拉电阻为4.7kΩ

芯片引脚功能表

引脚编号	引脚名称	功能说明
1	SDA	数据端口；输入/输出
2	ADDR	地址端口，接电源或者地，不能悬空；输入
3	AIFRT	报警标志位，超出设定阈值会被置高，如果不用时该管脚悬空；输出
4	SCL	时钟端口；输入/输出
5	VDD	电源端口；输入
6	nRESET	复位端口，低电平有效，不用时建议悬空；输入
7	R	无用端口，使用时接地
8	Vss	地

电气参数

设备地址默认为0x44，通过改变 ADDR 的连接方式可以改变传感器的 I2C 地址。当ADDR 接低电平时，传感器芯片的地址为 0x44，当 ADDR 接高电平时，传感器芯片的地址为 0x45。需要注意在通信过程中 ADDR的电平不能发生改变。这种地址选择方式可以将两颗GXHT3x-DIS 连接在同一个 I2C 总线上。

GXHT 3x-DIS	十六进制的 I2C 地址	说明
I2C 地址 A	0x44（默认）	ADDR 管脚接低电平
I2C 地址 B	0x45	ADDR 管脚接高电平

工作流程

测量

需先发送一个开始信号，然后发送一个 I2C的写操作头，然后再跟随一个 16 位的温湿度转换命令。传感器收到上位机发送的每个字节数据后，会通过将 SDA 总线拉到低电平给出 ACK 信号。在正确的收到温湿度转换命令并发送 ACK 信号给微处理器之后， GXHT3x-DIS 内部开始启动温度和湿度的转换测量。

初始化（软复位）
写cmd（2个字节：寄存器+模式）
读取data（6个字节）
校验CRC

寄存器

复位寄存器：0x30 → 0xA2

写测量模式寄存器：0x2C → 0x06（高），0x0D（中），0x10（低）

读取状态命令寄存器：0xF3 → 0x2D

示例代码

i2c写命令

static HAL_StatusTypeDef HT30_WriteCommand(uint16_t command)
{
  uint8_t cmd_buf[2];

  cmd_buf[0] = (uint8_t)((command >> 8) & 0xFFU);
  cmd_buf[1] = (uint8_t)(command & 0xFFU);

  if (HT30_I2C_Write(HT30_I2C_ADDRESS, cmd_buf, sizeof(cmd_buf)) != HAL_OK)
  {
    printf("HT30_WriteCommand: failed (0x%04X)\r\n", command);
    HT30_I2C_ScanBus();
    return HAL_ERROR;
  }

  return HAL_OK;
}

初始化（软复位）：往0x30寄存器写0xA2

1	HT30_WriteCommand(HT30_CMD_SOFT_RESET)

读取原始数据：温度（2个字节）+ 校验（1个字节）+ 湿度（2个字节）+ 校验（1个字节）

uint8_t raw[6] = {0};
if (HT30_I2C_Read(HT30_I2C_ADDRESS, raw, 6U) != HAL_OK)
{
    printf("HT30_PerformMeasurement: read failed\r\n");
    return HAL_ERROR;
}

温度湿度数据校验：一次性读取6个字节

static uint8_t HT30_CalculateCRC(const uint8_t *data, uint8_t len)
{
  uint8_t crc = 0xFFU;
  uint8_t i;
  uint8_t j;

  if (data == NULL || len == 0U)
  {
    return 0U;
  }

  for (i = 0; i < len; i++)
  {
    crc ^= data[i];
    for (j = 0; j < 8U; j++)
    {
      if (crc & 0x80U)
      {
        crc = (uint8_t)((crc << 1) ^ 0x31U);
      }
      else
      {
        crc <<= 1;
      }
    }
  }

  return crc;
}

uint8_t expected;

// 前面2个字节算crc，第三个字节是校验码
expected = HT30_CalculateCRC(raw, 2U);
if (expected != raw[2])
{
  return HAL_ERROR;
}

// 前面2个字节算crc，第三个字节是校验码
expected = HT30_CalculateCRC(&raw[3], 2U);
if (expected != raw[5])
{
  return HAL_ERROR;
}

温湿度数据解析

uint8_t raw[6] = {0};
uint16_t raw_t;
uint16_t raw_h;

if (HT30_PerformMeasurement(raw) != HAL_OK)
{
    raw_t = ((uint16_t)raw[0] << 8) | raw[1];
    raw_h = ((uint16_t)raw[3] << 8) | raw[4];
    
    if (temperature != NULL)
    {
        *temperature = -45.0f + 175.0f * ((float)raw_t / 65535.0f);
    }
    if (humidity != NULL)
    {
        *humidity = 100.0f * ((float)raw_h / 65535.0f);
    }
}

本文采用署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议，转载请注明出处。