FPGA 驱动HDC1080温湿度模块

HDC1080基本介绍与配置过程

HDC1080:HDC1080是TI公司推出的一款温湿度数字芯片,他测量的精度比较高而且功耗也很低。

HDC1080接口为IIC 接口,与网上常见的单字节读写不同的是,这个芯片的数据都是2字节的,假设要这个多字节的IIC时序,请看另外的文章

HDC1080的读写时序:

我们知道这个芯片的通信方式是IIC之后,就要看手册是怎么配置的,即是看这个芯片的配置过程。

FPGA 驱动HDC1080温湿度模块_第1张图片

1.在寄存器地址为0x02中配置读取温湿度的参数

a):Bit[12]为1,温湿度都要采集,否则将只采集一种。

b):设置所需的温度测量分辨率:bit[10] = 0, 温度是14为分辨率;bit[10] = 0, 温度是11为分辨率.

c):设置所需的湿度测量分辨率:bit[9:8] = 00, 湿度是14为分辨率;bit[9:8] = 01, 湿度是11为分辨率,bit[9:8] = 10.湿度是8位分辨率。

FPGA 驱动HDC1080温湿度模块_第2张图片

这是配置HDC1080的时序,就是对地址0X02写入一个数据,假如是温湿度都要采集,并且精度都是14bits,写入的数据就是0x1000。

2. 将温度和湿度地址指针通过IIC发出,温度的地址指针式0x00,湿度是0x01.,然后再等等待足够的时钟,就可以进行读取数据

FPGA 驱动HDC1080温湿度模块_第3张图片

   可以看出要读出数据,首先要将读的地址写入进去,然后等待应答之后再进行读取数据,读取的数据也是16bits,但是IIC读取数据是每次8bits,所以在读取8bits,要等待主机应答之后再继续读取,并且在将温度或者湿度的读取地址写入后,要等待一段时间再进行读取数据,等待的时间如下如,(我是直接等待7ms)就满足,自己也可以设置长一点,十几毫秒应该都没问题。

FPGA 驱动HDC1080温湿度模块_第4张图片

3. 温度转换

       在读出温湿度数据之后,要将数据进行转换

FPGA 驱动HDC1080温湿度模块_第5张图片

FPGA驱动HDC1080

        1:首先关于IIC时序,我是参考的正点原子的IIC协议,如果自己看不懂还可以看视频,挺清楚的,自己在他的基础上将数据的读写都改为了2字节,满足我们的要求,并且将我们的在配置完IIC之后,准备读数据的时候,有一个等待转换的时间也加在了中间,这个转换时间也可以直接加在我们在写HDC1080控制的过程。

        2:控制过程的过程与我们前面讲的时序差不多了,用一个状态机就可以完成了即:空闲状态,配置,写温度的地址,读温度,写湿度的地址,读湿度这几个状态

下面是状态机的代码:

always @(posedge dri_clk or negedge rst_n) begin
	if(~rst_n) begin
		i2c_exec   <= 0;
		i2c_addr   <= 8'h02;
		i2c_data_w <= 16'h1000;
		i2c_rh_wl  <= 1'b0;
		wait_cnt   <= 0;
		temperature_reg <= 0;
		humidity_reg <= 0;
		state      <= IDLE;
	end 
	else begin
		case (state)
			IDLE: begin
				finish_sync <= 0;
				if(start_sync) begin    //start
					if(end_start_cnt) begin
						state <= READ_T;
						i2c_addr  <= 8'h00;
						i2c_rh_wl <= 1'b1; 
						i2c_exec <= 1;
					end else begin
						state <= CONFIG;    //
						i2c_addr  <= 8'h02;   //slave addr
						i2c_data_w <= 16'h1000;
						i2c_rh_wl <= 1'b0;    //write
						i2c_exec <= 1;
					end
				end else begin
					state <= IDLE;
					i2c_addr  <= 8'h02;
					i2c_data_w <= 16'h1000;
					i2c_rh_wl <= 1'b0;
					i2c_exec <= 0;
				end
			end
			CONFIG: begin
				i2c_exec <= 0;
				wait_cnt <= 0;
				if(i2c_done == 1'b1) begin    //config finish            
                    state <= WAIT_TO_READ_T;
                end else begin
                	state <= CONFIG;
                end
			end
			WAIT_TO_READ_T: begin
				if(wait_cnt == WAIT) begin               //间隔控制
                    state <= READ_T;
                    i2c_addr  <= 8'h00;                 //温度地址
					i2c_rh_wl <= 1'b1;
					i2c_exec <= 1;
                end
                else begin
                	wait_cnt <= wait_cnt + 1'b1;
                	state <= WAIT_TO_READ_T;
                end
			end
			READ_T: begin
				i2c_exec <= 0;
				wait_cnt <= 0;
				if(i2c_done == 1'b1) begin    
					temperature_reg <= i2c_data_r; //
                    state <= WAIT_TO_READ_H;
                end else begin
                	state <= READ_T;
                end
			end
			WAIT_TO_READ_H: begin
				if(wait_cnt == WAIT) begin               //间隔控制
                    state <= READ_H;
                    i2c_addr  <= 8'h01;
					i2c_rh_wl <= 1'b1;
					i2c_exec <= 1;
                end else begin
                	wait_cnt <= wait_cnt + 1'b1;
                	state <= WAIT_TO_READ_H;
                end
			end
			READ_H: begin
				i2c_exec <= 0;
				wait_cnt <= 0;
				if(i2c_done == 1'b1) begin    
					humidity_reg <= i2c_data_r;           
                    state <= IDLE;
                    finish_sync <= 1;
                end else begin
                	state <= READ_H;
                end
			end
			default : state <= IDLE;
		endcase
	end
end

如果需要完整的工程的,可以留言,大家一起交流

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