测试第四课，了解ESP32-C3的 I2C 总线使用，与SHT21 温湿度传感器通讯 这一课把基础介绍放在前面，先看基本流程，再去修改代码

目录

• 前言
• 1、 ESP32-C3 I2C基础介绍
• • 1.1 I2C初始化
  • 1.2 I2C读写
• 2、 I2C 示例测试 — SHT21驱动移植
• • 2.1 驱动移植修改
  • 2.2 测试

前言 接下来的ESP32-C3 功能测试都是基于自己设计的开发板：
自己画一块ESP32-C3 的开发板（第一次使用立创EDA）（PCB到手）
开发环境是乐鑫官方的 ESP-IDF， 基于VScode插件搭建好的：
ESP32-C3 VScode开发环境搭建（基于乐鑫官方ESP-IDF——Windows和Ubuntu双环境）
【ESP32-C3|ESP32-C3入门教程 基础篇（四、I2C总线 — 与SHT21温湿度传感器通讯）】在开发板上面，我画了一个 HTU21D I2C温湿度传感器（和 SHT21 pin to pin，驱动也一样），使用的是 GPIO3 （SDA）和GPIO10 （SCL）：

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示例程序我们选用i2c_self_test，要注意这个示例的说明，下图中右边介绍这一部分，好好看看：

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1、 ESP32-C3 I2C基础介绍 对于ESP32-C3 I2C的介绍，乐鑫的官网的说明链接如下：
乐鑫官方ESP32-C3 I2C部分说明
国产的芯片终于遇到个中文资料了，呵呵~
ESP32-C3 只有一个 I2C接口，可做主机也可以做从机。
本文的测试以及说明是以 ESP23-C3 作为主机来说明
1.1 I2C初始化 根据官方文档，ESP32-C3 UART使用步骤如下：

1. 设置参数，使用i2c_config_t结构体可以统一设置：
   
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   例如示例中：
   
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   示例中，最后使用了i2c_param_config配置好I2C的所有参数，除了自己定义的，其他的参数会被配置成 I2C 总线协议规范中定义的默认值。
   和 UART 一样，I2C的这些默认值 也可以使用一些函数对某些参数单独进行设置：
   
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2. 使用i2c_driver_install函数进行 I2C 设备的初始化，其中包括 端口好、通讯模式，发送接收缓存区， 中断标志：
   
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   以示例中的主机初始化为例：
   
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1.2 I2C读写

3. 完成，上述步骤以后，下面就可以发起通讯，在官方文档中的说明有一张流程图：
   
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   流程说明如下：
   
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   通过示例说明一下上述流程：
   
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   最后放一张官方介绍的 I2C 工作的整体流程图：
   
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2、 I2C 示例测试 — SHT21驱动移植 通过示例工程i2c_self_test创建好工程，通过上面的基础介绍和分析，基本上知道了I2C通讯的步骤和方式了，因为示例代码是与 BH1750 传感器进行的 通讯，所以这里示例代码是无法测试的，直接修改 SHT21 的代码。
2.1 驱动移植修改 因为SHT21驱动函数以前在 STM32上用过，这里就相当于移植过来，先把sht21.c 和sht21.h文件放进来，当然得注意包含关系，宏定义等一些东西：

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既然增加了驱动，所以代码就放在驱这两个文件里面，对于sht21.h 文件，宏定义放在此文件中，函数在sht21.c文件中实现（下面会放源码），在此处声明 ：

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在 sht21.c 中的温湿度读取函数是如何实现的呢， 先来看一张 STH21 读取的时序图，是我在另一篇博文中写好的：

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上图出自：nRF52832学习记录（十一、TWI总线的应用 SHT21程序移植）
这里我就直接上源码 ：

#include "sht21.h"struct { sint16 value; uint16 raw; uint8crc; } aTemperature, aHumidity; esp_err_t i2c_master_init(void) { int i2c_master_port = I2C_MASTER_NUM; i2c_config_t conf = { .mode = I2C_MODE_MASTER, .sda_io_num = I2C_MASTER_SDA_IO, .sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE, .scl_io_num = I2C_MASTER_SCL_IO, .scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE, .master.clk_speed = I2C_MASTER_FREQ_HZ, // .clk_flags = 0,/*!< Optional, you can use I2C_SCLK_SRC_FLAG_* flags to choose i2c source clock here. */ }; esp_err_t err = i2c_param_config(i2c_master_port, &conf); if (err != ESP_OK) { return err; } return i2c_driver_install(i2c_master_port, conf.mode, I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE, I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE, 0); }//fT= 175.72*u16T/65536.0 - 46.85; //fRH = 125.0*u16RH/65536.0 - 6.0; // ------------------------------------------------------------------- sint16 sht21_calcRH(uint16 u16RH) { sint16 humidityRH; // variable for resultu16RH &= ~0x0003; // clear bits [1..0] (status bits) //-- calculate relative humidity [%RH] --humidityRH = (sint16)(-600 + (12500*(sint32)u16RH)/65536 ); // RH = -6 + 125 * SRH/2^16 return humidityRH; // Return RH*100 }// ------------------------------------------------------------------- sint16 sht21_calcTemperature(uint16 u16T) { sint16 temperature; // variable for resultu16T &= ~0x0003; // clear bits [1..0] (status bits)//-- calculate temperature [癈] -- temperature= (sint16)(-4685 + (17572*(sint32)u16T)/65536); //T = -46.85 + 175.72 * ST/2^16 return temperature; //return T*100 }// i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create(); // i2c_master_start(cmd); // i2c_master_write_byte(cmd, BH1750_SENSOR_ADDR << 1 | WRITE_BIT, ACK_CHECK_EN); // i2c_master_write_byte(cmd, BH1750_CMD_START, ACK_CHECK_EN); // i2c_master_stop(cmd); // ret = i2c_master_cmd_begin(i2c_num, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS); // i2c_cmd_link_delete(cmd); // if (ret != ESP_OK) { //return ret; // } // vTaskDelay(30 / portTICK_RATE_MS); // cmd = i2c_cmd_link_create(); // i2c_master_start(cmd); // i2c_master_write_byte(cmd, BH1750_SENSOR_ADDR << 1 | READ_BIT, ACK_CHECK_EN); // i2c_master_read_byte(cmd, data_h, ACK_VAL); // i2c_master_read_byte(cmd, data_l, NACK_VAL); // i2c_master_stop(cmd); // ret = i2c_master_cmd_begin(i2c_num, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS); // i2c_cmd_link_delete(cmd); esp_err_t SHT2X_THMeasure(i2c_port_t i2c_num){ // uint8 u8Ack; int ret; uint8 t_value[3]; uint8 h_value[3]; #if (SHT2X_RESOLUTION != 0x00)// only needed if used resolution other than default // i2c_start(); // send start sequence (S) // u8Ack = i2c_write((SHT2X_SLAVEADDRESS<<1)|I2C_WRITE); // write to slave 0x40 // u8Ack = (u8Ack<<1)|i2c_write(SHT2X_CMD_RD_REG); // request to read from user register// i2c_start(); // send start sequence (S) // u8Ack = (u8Ack<<1)|i2c_write((SHT2X_SLAVEADDRESS<<1)|I2C_READ); // read from slave 0x40 // u8UserReg = i2c_read(I2C_NACK); // read user register// i2c_start(); // send start sequence (S) // u8Ack = i2c_write((SHT2X_SLAVEADDRESS<<1)|I2C_WRITE); // write to slave 0x40 // u8Ack = (u8Ack<<1)|i2c_write(SHT2X_CMD_WR_REG); // request to write user register // u8Ack = (u8Ack<<1)|i2c_write(SHT2X_RESOLUTION | (u8UserReg & ~0x81)); // write new user register data i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create(); i2c_master_start(cmd); i2c_master_write_byte(cmd, SHT2X_SLAVEADDRESS<<1 | WRITE_BIT, ACK_CHECK_EN); i2c_master_write_byte(cmd, SHT2X_CMD_WR_REG, ACK_CHECK_EN); i2c_master_stop(cmd); ret = i2c_master_cmd_begin(i2c_num, cmd, 500 / portTICK_RATE_MS); i2c_cmd_link_delete(cmd); if (ret != ESP_OK) { return ret; } #endif//(SHT2X_RESOLUTION != 0x00) // -------------------- // measure temperature // -------------------- // i2c_start(); // send start sequence (S) // u8Ack = i2c_write((SHT2X_SLAVEADDRESS<<1)|I2C_WRITE); //----IIC???(8?)???7??IIC????0x80(???HT2X_SLAVEADDRESS=0x40)???DATA???(?R:1 ,?WRITE?0) //a write to slave 0x40 // u8Ack = (u8Ack<<1)|i2c_write(SHT2X_CMD_MEAS_T); //----SHT2X_CMD_MEAS_T=0xF3(??????,???)//request to measure temperature // i2c_stop(); i2c_cmd_handle_tcmd = i2c_cmd_link_create(); i2c_master_start(cmd); i2c_master_write_byte(cmd, SHT2X_SLAVEADDRESS<<1 | WRITE_BIT, ACK_CHECK_EN); i2c_master_write_byte(cmd, SHT2X_CMD_MEAS_T, ACK_CHECK_EN); i2c_master_stop(cmd); ret = i2c_master_cmd_begin(i2c_num, cmd, 500 / portTICK_RATE_MS); i2c_cmd_link_delete(cmd); if (ret != ESP_OK) { return ret; }vTaskDelay(SHT2X_TEMP_MEAS_TIME / portTICK_RATE_MS); // shortTermSleep(SHT2X_TEMP_MEAS_TIME); // HAL_Delay(SHT2X_TEMP_MEAS_TIME); // time_wait(SHT2X_TEMP_MEAS_TIME); // i2c_start(); // send start sequence (SR) // u8Ack = i2c_write((SHT2X_SLAVEADDRESS<<1)|I2C_READ); //----IIC???(8?)???7??IIC????0x80(???HT2X_SLAVEADDRESS=0x40)???DATA???(?R:1 ,?WRITE?0)// a read from slave 0x40cmd = i2c_cmd_link_create(); i2c_master_start(cmd); i2c_master_write_byte(cmd, SHT2X_SLAVEADDRESS << 1 | READ_BIT, ACK_CHECK_EN); i2c_master_read_byte(cmd, &t_value[0], ACK_VAL); i2c_master_read_byte(cmd, &t_value[1], ACK_VAL); i2c_master_read_byte(cmd, &t_value[2], NACK_VAL); i2c_master_stop(cmd); ret = i2c_master_cmd_begin(i2c_num, cmd, 500 / portTICK_RATE_MS); i2c_cmd_link_delete(cmd); // if(u8Ack==I2C_ACK){ //aTemperature.raw = i2c_read(I2C_ACK)<<8; // read hi byte //aTemperature.raw |= i2c_read(I2C_ACK); // read lo byte //aTemperature.crc = i2c_read(I2C_NACK); // read check sum and finish transfere // }else { //aTemperature.raw = 0; // } // i2c_stop(); aTemperature.raw = t_value[0]<<8; aTemperature.raw |= t_value[1]; aTemperature.crc = t_value[2]; // ------------------------- // Humidity Measure // ------------------------- // i2c_start(); // send start sequence (S) // u8Ack = i2c_write((SHT2X_SLAVEADDRESS<<1)|I2C_WRITE); // a write to slave 0x401000 0000 // u8Ack = (u8Ack<<1)|i2c_write(SHT2X_CMD_MEAS_RH); // request to measure humidity F51110 0101 // i2c_stop(); cmd = i2c_cmd_link_create(); i2c_master_start(cmd); i2c_master_write_byte(cmd, SHT2X_SLAVEADDRESS<<1 | WRITE_BIT, ACK_CHECK_EN); i2c_master_write_byte(cmd, SHT2X_CMD_MEAS_RH, ACK_CHECK_EN); i2c_master_stop(cmd); ret = i2c_master_cmd_begin(i2c_num, cmd, 500 / portTICK_RATE_MS); i2c_cmd_link_delete(cmd); if (ret != ESP_OK) { return ret; } // shortTermSleep(SHT2X_HUMI_MEAS_TIME); // HAL_Delay(SHT2X_HUMI_MEAS_TIME); vTaskDelay(SHT2X_HUMI_MEAS_TIME / portTICK_RATE_MS); // i2c_start(); // send start sequence (SR) // u8Ack = i2c_write((SHT2X_SLAVEADDRESS<<1)|I2C_READ); // read from slave 0x401000 0001cmd = i2c_cmd_link_create(); i2c_master_start(cmd); i2c_master_write_byte(cmd, SHT2X_SLAVEADDRESS << 1 | READ_BIT, ACK_CHECK_EN); i2c_master_read_byte(cmd, &h_value[0], ACK_VAL); i2c_master_read_byte(cmd, &h_value[1], ACK_VAL); i2c_master_read_byte(cmd, &h_value[2], NACK_VAL); i2c_master_stop(cmd); ret = i2c_master_cmd_begin(i2c_num, cmd, 500 / portTICK_RATE_MS); i2c_cmd_link_delete(cmd); // if(u8Ack==I2C_ACK){// timeout //aHumidity.raw = i2c_read(I2C_ACK)<<8; // read hi byte //aHumidity.raw |= i2c_read(I2C_ACK); // read lo byte //aHumidity.crc = i2c_read(I2C_NACK); // read check sum and finish transfere // }else{ //aHumidity.raw = 0; // } // i2c_stop(); // PowerOff(); aHumidity.raw = h_value[0] <<8; // read hi byte aHumidity.raw |= h_value[1]; // read lo byte aHumidity.crc = h_value[2]; // read check sum and finish transfere aTemperature.value = https://www.it610.com/article/sht21_calcTemperature(aTemperature.raw); aHumidity.value = sht21_calcRH(aHumidity.raw); // signed value, temperature = aTemperature.value * 0.01? if(aTemperature.crc!= sht21_CRC((uint8*)&aTemperature.raw, 2)){} if(aHumidity.crc!= sht21_CRC((uint8*)&aHumidity.raw, 2)){} if(aTemperature.value>5100) aTemperature.value=https://www.it610.com/article/5100; //prevent temperature over-/underflow else if(aTemperature.value<0) aTemperature.value=0; if(aHumidity.value>10000) aTemperature.value=https://www.it610.com/article/10000; //prevent temperature over-/underflow else if(aTemperature.value<0) aTemperature.value=0; return ret; }uint16_t getTemperature() { return aTemperature.value; }uint16_t getHumidity() { return aHumidity.value; }//============================================================================== uint8 sht21_CRC(uint8 value[], uint8 u8Bytes) { //CRC const uint16 POLYNOMIAL = 0x131; //P(x)=x^8+x^5+x^4+1 = 100110001 uint8 crc = 0; uint8 byteCtr; uint8 bitCtr; //calculates 8-Bit checksum with given polynomial for (byteCtr = 0; byteCtr < u8Bytes; ++byteCtr) { crc ^= (value[byteCtr]); for (bitCtr = 8; bitCtr> 0; --bitCtr) { if (crc & 0x80) crc = (crc << 1) ^ POLYNOMIAL; else crc = (crc << 1); } } return crc; }

2.2 测试 最后只需要在任务中调用SHT2X_THMeasure 函数即可：

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可以看一下整体，i2c_example_main.c文件简单明了多了：

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测试结果如下，正常：

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