stm32驱动BMP388温度气压传感器

2023-12-19 22:09:15

最近在搞一个小东西用到了气压传感器，最终选择了BMP388。搜索发现网上关于388的资料少之又少，官方给出的Arduino代码几千行全是英文注释。。。所以去翻看了一下数据手册做了些笔记，分享出来希望帮助有需要的同学。第一次发文章如有错误还请海涵。下面先贴上成功的图片：

BMP388的一些特性介绍：

它有FIFO存储器，可以不断采集数据存入其中然后一次读出，不使用。
有中断引脚，可产生FIFO溢出中断或者数据准备完毕中断等，不使用。
有SPI模式和IIC模式，我用的是IIC模式，此时CS引脚要接高。SDO用于决定IIC地址，SDO接地为0x76，SDO为0x77，这里我们的SDO接地。
有三种模式，Sleep是睡眠模式，Force是一次采样进入Sleep，Normal是按照一定的采样间隔连续多次采样，这里采用Normal。

0x1D寄存器的一些补充介绍

以下内容都是我猜测的哈，不知道正不正确。

如图，在Normal模式下，每一个采样间隔Ts由采样时间和空闲时间组成，这个Ts通过设置0x1D寄存器(odr_sel)来设置。寄存器为0x00的时候是1分频，Ts=5ms即200Hz，当寄存器为0x01的时候是2分频，寄存器为0x03的时候是4分频这个样子，最大为0x11。但是我们要预防一种情况，就是采样是需要时间的，如果这个时间比Ts还大，那么还没采样结束就又开始了一次采样，可能就出问题了，所以我们要预防这种情况，因此需要计算采样时间Tconv，计算公式如下：

举个例子，在我们代码中设置osr_t和osr_p都是000，也就是设置的过采样系数都是1，当然这么设置精度相对会低一些。

按照公式，这时候Tconv = 4939us ，这时候算出来的odr_sel是0x00(对应分频系数1)，因此最大输出速率可以设置为200Hz，0x1D那个寄存器写0x00就行了。不过因为转换时间Tconv跟Ts=5ms太接近了，为了避免意外，我们最后在0x0D寄存器写0x01对应输出2分频，这样两次采样间隔就是10ms，由4.949ms的Tconv和(10-4.949)ms的空闲时间组成。

读写寄存器

这里我们用的是IIC协议，大致说一下读写过程。（建议IIC协议stm32的输出引脚配置为开漏吧，虽然我也不知道为啥。）

IIC写：

首先发送开始信号，然后发送从机地址左移一位加上读写控制位构成的8位数据，其中读写控制位为0是写，是1则为读（看图），然后等待从机应答。
发送寄存器地址、等待从机应答、发送要写的数据、等待从机应答
重复2直到要配置的寄存器配置完(如果只写一个寄存器可以跳过这步)。
发送结束信号。

IIC读：

发送开始信号，然后先设置为写模式，等待应答，然后发送要读取的寄存器地址，等待应答，可以选择发送一个结束信号也可以不发送。
再发送开始信号，设置为读模式，等待从机应答，然后就会接收到要读的内容，数据高位在前，读完8位后，如果此时主机发送应答信号给从机，那么从机将自动将下一个寄存器的数据发送过来，直到主机发送不应答信号，主机再发送一个结束信号通讯结束。
一般来说，我们需要读的是气压和温度数据，而这48位数据是再连续的地址中，因此可以设置要读的寄存器为0x04，然后就可以连续读取6次数据，每读完8位发送一个应答信号，这样就可以一次性读完48位数据，连续读是官方推荐的方式，官方不推荐每次只读一个寄存器的数据，因为会容易造成数据混乱。同理，我们也可以一次读完那21个修正系数相关的寄存器。

总的流程

1.尝试读取0x00寄存器，看读到的是否为0x50，如果是则通信成功。

2.读取21个修正寄存器的值保存下来后面会用到。

3.往0x7E寄存器写0xB6重置全部寄存器（这一步应该是可以跳过的）。

4.配置过采样系数，配置滤波系数，使能气压采样或者温度采样或者都使能，配置分频寄存器的值，选择Normal模式即可开始采样。

5.查询0x03寄存器相关位是否1，若为1则代表采样结束了，可以读数了。

6.按照修正算法修正读到的值。

相关算法代码如下：

修正系数产生：

   //这里是把读到的21个寄存器值合成相关的修正系数，存在结构体内
    calib_data.par_t1  = Concat_Bytes(reg_data[1], reg_data[0]);
    calib_data.par_t2  = Concat_Bytes(reg_data[3], reg_data[2]);
    calib_data.par_t3  = (int8_t)reg_data[4];
    calib_data.par_p1  = (int16_t)Concat_Bytes(reg_data[6], reg_data[5]);
    calib_data.par_p2  = (int16_t)Concat_Bytes(reg_data[8], reg_data[7]);
    calib_data.par_p3  = (int8_t)reg_data[9];
    calib_data.par_p4  = (int8_t)reg_data[10];
    calib_data.par_p5  = Concat_Bytes(reg_data[12], reg_data[11]);
    calib_data.par_p6  = Concat_Bytes(reg_data[14],  reg_data[13]);
    calib_data.par_p7  = (int8_t)reg_data[15];
    calib_data.par_p8  = (int8_t)reg_data[16];
    calib_data.par_p9  = (int16_t)Concat_Bytes(reg_data[18], reg_data[17]);
    calib_data.par_p10 = (int8_t)reg_data[19];
    calib_data.par_p11 = (int8_t)reg_data[20];

先修正温度

//先修正温度，里面有个t_lin在修正气压的时候用到，因为气压跟温度有某种关系嘛
//uncomp是一个结构体保存了未修正的温度和气压
void compensate_temperature()
{
    uint64_t partial_data1;
    uint64_t partial_data2;
    uint64_t partial_data3;
    int64_t  partial_data4;
    int64_t  partial_data5;
    int64_t  partial_data6;
    int64_t  comp_temp;

    partial_data1 = uncomp_data.temperature - (256 * calib_data.par_t1);
    partial_data2 = calib_data.par_t2 * partial_data1;
    partial_data3 = partial_data1 * partial_data1;
    partial_data4 = (int64_t)partial_data3 * calib_data.par_t3;
    partial_data5 = ((int64_t)(partial_data2 * 262144) + partial_data4);
    partial_data6 = partial_data5 / 4294967296;
    calib_data.t_lin = partial_data6;              
    comp_temp = (int64_t)((partial_data6 * 25)  / 16384);
    comp_data.temperature = comp_temp;   //修正结果保存在comp结构体内
}

再修正气压

//修正气压
void compensate_pressure()
{
    int64_t partial_data1;
    int64_t partial_data2;
    int64_t partial_data3;
    int64_t partial_data4;
    int64_t partial_data5;
    int64_t partial_data6;
    int64_t offset;
    int64_t sensitivity;
    uint64_t comp_press;

    partial_data1 = calib_data.t_lin * calib_data.t_lin;
    partial_data2 = partial_data1 / 64;
    partial_data3 = (partial_data2 * calib_data.t_lin) / 256;
    partial_data4 = (calib_data.par_p8 * partial_data3) / 32;
    partial_data5 = (calib_data.par_p7 * partial_data1) * 16;
    partial_data6 = (calib_data.par_p6 * calib_data.t_lin) * 4194304;
    offset = (calib_data.par_p5 * 140737488355328) + partial_data4 + partial_data5 + partial_data6;

    partial_data2 = (calib_data.par_p4 * partial_data3) / 32;
    partial_data4 = (calib_data.par_p3 * partial_data1) * 4;
    partial_data5 = (calib_data.par_p2 - 16384) * calib_data.t_lin * 2097152;
    sensitivity = ((calib_data.par_p1 - 16384) * 70368744177664) + partial_data2 + partial_data4 + partial_data5;

    partial_data1 = (sensitivity / 16777216) * uncomp_data.pressure;
    partial_data2 = calib_data.par_p10 * calib_data.t_lin;
    partial_data3 = partial_data2 + (65536 * calib_data.par_p9);
    partial_data4 = (partial_data3 * uncomp_data.pressure) / 8192;
    partial_data5 = (partial_data4 * uncomp_data.pressure) / 512;
    partial_data6 = (int64_t)((uint64_t)uncomp_data.pressure * (uint64_t)uncomp_data.pressure);
    partial_data2 = (calib_data.par_p11 * partial_data6) / 65536;
    partial_data3 = (partial_data2 * uncomp_data.pressure) / 128;
    partial_data4 = (offset / 4) + partial_data1 + partial_data5 + partial_data3;
    comp_press = (((uint64_t)partial_data4 * 25) / (uint64_t)1099511627776);
    comp_data.pressure = comp_press;
}

上面就是主要的开发流程和修正算法啦，如果有什么不的可以看看数据手册哦，如果想要完整的程序(带有详细注释哦)，请到我的主页找找下载链接，也算是对本人的支持啦！转载请注明出处，谢谢！

码农公寓

stm32驱动BMP388温度气压传感器

BMP388的一些特性介绍：

相关寄存器的介绍：

0x1D寄存器的一些补充介绍

读写寄存器

IIC写：

IIC读：

总的流程

相关算法代码如下：

码农公寓

BMP388的一些特性介绍：

相关寄存器的介绍：

0x1D寄存器的一些补充介绍

读写寄存器

IIC写：

IIC读：

总的流程

相关算法代码如下：

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