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一、介绍
二、传感器原理
1.原理图
2.引脚描述
3.工作原理介绍
三、程序设计
main.c文件
ccs811.h文件
ccs811.c文件
四、实验效果
五、资料获取
项目分享 一、介绍 CCS811模块是一种气体传感器#xff0c;可以测量环境中TVOC(总挥发性有机物质)浓度和eCO2…目录
一、介绍
二、传感器原理
1.原理图
2.引脚描述
3.工作原理介绍
三、程序设计
main.c文件
ccs811.h文件
ccs811.c文件
四、实验效果
五、资料获取
项目分享 一、介绍 CCS811模块是一种气体传感器可以测量环境中TVOC(总挥发性有机物质)浓度和eCO2(二氧化碳)浓度作为衡量空气质量IAQ的指标。它内部还集成了MCU使得这款传感器具有了板载处理能力在无需主机干预的情况下即可提供等效二氧化碳等级或总挥发性有机化合物TVOc指标。 以下是二氧化碳传感器的参数 型号 CCS811 工作电压 1.8~3.6V推荐3.3V 工作电流 20mA 工作温度 -5~50℃ 存储温度 -40~125℃ 检测范围 400~5000ppm 通信接口 IIC
哔哩哔哩视频 CCS811二氧化碳传感器详解STM32 资料分享见文末
二、传感器原理
1.原理图 这里需要说明一下SDA和SCL大家都比较熟悉但是INT和WAK就少见了在这款模块中INT相当于复位引脚CCS811芯片内部集成的单片机程序跑飞之后可以将该引脚接地复位同时需要WAK为低电平的时候SDA、SCL才能正常通信 2.引脚描述 引脚名称 描述 VCC 供给电压DC 3.3V GND 地线 SCL IIC时钟线 SDA IIC数据线 WAK 低电平使能 INT 中断 RST 复位 ADD 地址选择位
3.工作原理介绍 CCS811-811是一种低功耗的数字气体传感器集成了CCS801传感器和8位MCU带模数转换器ADC用来检测室内的空气质量包括二氧化碳Co2和广泛的挥发性有机化合物气体VOCs,产品的低功耗特性可用在环境监测设备上灵敏度高智能算法计算TVOC/eCO2数值并输出IIC信号可直接与单片机通信。模块的主要特点检测室内空气质量的金属氧化物MOX传感器集成了8位MCU用于运算第一级算法集成了12位ADC用于传感器读数和数字化转换IIC从属接口可直接接入主控系统复位/中断控制。 三、程序设计
1.使用STM32F103C8T6读取CCS811二氧化碳传感器采集的数据通过串口发送至电脑
2.将读取得到信息数据同时在OLED上显示 CCS811_SCL PB6 CCS811_SDA PB7 CCS811_WAK PB5 OLED_SCL PB11 OLED_SDA PB10 串口 串口1
main.c文件
#include stm32f10x.h
#include led.h
#include usart.h
#include delay.h
#include oled.h
#include ccs811.h/*****************辰哥单片机设计******************STM32* 项目 : CCS811二氧化碳传感器实验 * 版本 : V1.0* 日期 : 2024.8.28* MCU : STM32F103C8T6* 接口 : 参看ccs811.h * BILIBILI : 辰哥单片机设计* CSDN : 辰哥单片机设计* 作者 : 辰哥 **********************BEGIN***********************/float co2;
u8 buff[30];//参数显示缓存数组int main(void)
{ SystemInit();//配置系统时钟为72M delay_init(72);LED_Init();LED_On();CCS811_Init();USART1_Config();//串口初始化OLED_Init();printf(Start \n);delay_ms(1000);OLED_Clear();//显示“二氧化碳:”OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1);OLED_ShowChinese(16,0,1,16,1);OLED_ShowChinese(32,0,2,16,1);OLED_ShowChinese(48,0,3,16,1);OLED_ShowChar(64,0,:,16,1);while (1){LED_Toggle();co2 CCS811_GetData();OLED_ShowNum(40,20,co2,4,16,1);OLED_ShowString(80,20,ppm,16,1);delay_ms(50); //延时50ms}
}
ccs811.h文件
#ifndef __CCS811_H
#define __CCS811_H
#include stm32f10x.h
#include delay.h
#include sys.h/*****************辰哥单片机设计******************STM32* 文件 : CCS811二氧化碳传感器h文件 * 版本 : V1.0* 日期 : 2024.8.28* MCU : STM32F103C8T6* 接口 : 见代码 * BILIBILI : 辰哥单片机设计* CSDN : 辰哥单片机设计* 作者 : 辰哥**********************BEGIN***********************//***************根据自己需求更改****************/
// CCS811 GPIO宏定义#define CCS811_IIC_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define CCS811_IIC_PORT GPIOB
#define CCS811_IIC_SDA_PIN GPIO_Pin_7
#define CCS811_IIC_SCL_PIN GPIO_Pin_6
#define CCS811_WAK_PORT GPIOB
#define CCS811_WAK_PIN GPIO_Pin_5//IO操作函数
#define CCS811_IIC_SCL PBout(6) //SCL
#define CCS811_IIC_SDA PBout(7) //SDA
#define CCS811_READ_SDA PBin(7) //输入SDA /*********************END**********************///CCS811
#define CCS811_Add 0x5A1
#define STATUS_REG 0x00 //状态寄存器
#define MEAS_MODE_REG 0x01 //测量模式和条件寄存器
#define ALG_RESULT_DATA 0x02 //算法结果。最高有效 2 个字节包含等效 CO2 eCO2 水平的 ppm 估计值最低有效 2 个字节包含总 VOC 水平的 ppb 估计值
#define ENV_DATA 0x05
#define NTC_REG 0x06
#define THRESHOLDS 0x10
#define BASELINE 0x11
#define HW_ID_REG 0x20 //硬件 ID 值为 0x81
#define ERROR_ID_REG 0xE0 //错误 ID。当状态寄存器报告错误时它的源位于此寄存器中
#define APP_START_REG 0xF4
#define SW_RESET 0xFF
#define CCS_811_ADDRESS 0x5A
#define GPIO_WAKE 0x5
#define DRIVE_MODE_IDLE 0x0
#define DRIVE_MODE_1SEC 0x10
#define DRIVE_MODE_10SEC 0x20
#define DRIVE_MODE_60SEC 0x30
#define INTERRUPT_DRIVEN 0x8
#define THRESHOLDS_ENABLED 0x4void CCS811_Init(void);
void ON_CCS811(void);
void CCS811_EN(void);
void OFF_CCS811(void);u16 CCS811_GetData(void);u8 CCS811_Single_WriteI2C_byte(u8 Slave_Address,u8 REG_Address,u8 data);
u8 CCS811_Single_MWriteI2C_byte(u8 Slave_Address,u8 REG_Address,u8 const *data,u8 length);
u8 CCS811_Single_ReadI2C(u8 Slave_Address,u8 REG_Address,u8 *REG_data,u8 length);#endif
ccs811.c文件
#include ccs811.h/*****************辰哥单片机设计******************STM32* 文件 : CCS811二氧化碳传感器c文件 * 版本 : V1.0* 日期 : 2024.8.28* MCU : STM32F103C8T6* 接口 : 见代码 * BILIBILI : 辰哥单片机设计* CSDN : 辰哥单片机设计* 作者 : 辰哥**********************BEGIN***********************/
u8 MeasureMode,Status,Error_ID;
u8 Information[10];
u8 BUF[12];typedef struct {
u16 eco2;
u16 tvoc;
u8 status;
u8 error_id;
u16 raw_data;
} ccs811_measurement_t;
ccs811_measurement_t CCS;u16 car_num;void CCS811_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(CCS811_IIC_CLK,ENABLE);//先使能外设IO PORTB时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin CCS811_IIC_SDA_PIN|CCS811_IIC_SCL_PIN; // 端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHzGPIO_Init(CCS811_IIC_PORT, GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIO CCS811_IIC_SCL 1;CCS811_IIC_SDA 1;CCS811_EN();CCS811_Single_ReadI2C(CCS811_Add,0x00,Status,1);CCS811_Single_ReadI2C(CCS811_Add,0xE0,Error_ID,1);CCS811_Single_ReadI2C(CCS811_Add,0x02,BUF,8);CCS811_Single_ReadI2C(CCS811_Add,0x20,Information,1); //Read CCSs information ,ID
}//CCS811引脚输出模式控制
void CCS811_IIC_SDA_OUT(void)//SDA输出方向配置
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_PinCCS811_IIC_SDA_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_SpeedGPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_ModeGPIO_Mode_Out_PP;//SDA推挽输出GPIO_Init(CCS811_IIC_PORT,GPIO_InitStructure); }void CCS811_IIC_SDA_IN(void)//SDA输入方向配置
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_PinCCS811_IIC_SDA_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_SpeedGPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_ModeGPIO_Mode_IPU;//SCL上拉输入GPIO_Init(CCS811_IIC_PORT,GPIO_InitStructure);}u16 CCS811_GetData(void)
{int car;//CCS811 CO2数据采集ON_CCS811(); //nWAKE pin is asserted at least 50μs before the transaction and kept asserted throughout,nWAKE pin is active low CCS811_Single_ReadI2C(CCS811_Add,0x00,Status,1);CCS811_Single_ReadI2C(CCS811_Add,0xE0,Error_ID,1);CCS811_Single_ReadI2C(CCS811_Add,0x02,BUF,8);CCS811_Single_ReadI2C(CCS811_Add,0x20,Information,1); //Read CCSs information ,IDOFF_CCS811(); CCS.eco2 (u16)BUF[0]*256BUF[1];CCS.tvoc (u16)BUF[2]*256BUF[3];Information[0]0;car(float)CCS.eco2; //二氧化碳return car;
}IIC起始函数//
/*
IIC起始:当SCL处于高电平期间SDA由高电平变成低电平出现一个下降沿然后SCL拉低
*/
u8 CCS811_IIC_Start(void)
{CCS811_IIC_SDA_OUT();CCS811_IIC_SDA 1; delay_us(5); //延时保证时钟频率低于40K以便从机识别CCS811_IIC_SCL 1;delay_us(5);//延时保证时钟频率低于40K以便从机识别//if(!CCS811_READ_SDA) return 0;//SDA线为低电平则总线忙,退出CCS811_IIC_SDA 0; //SCL处于高电平的时候SDA拉低delay_us(5);//if(CCS811_READ_SDA) return 0;//SDA线为高电平则总线出错,退出CCS811_IIC_SCL 0;delay_us(5);return 1;
}
//**************************************
//IIC停止信号
/*
IIC停止:当SCL处于高电平期间SDA由低电平变成高电平出现一个上升沿
*/
//**************************************
void CCS811_IIC_Stop(void)
{CCS811_IIC_SDA_OUT();CCS811_IIC_SDA 0;CCS811_IIC_SCL 0;delay_us(5);CCS811_IIC_SCL 1;delay_us(5);CCS811_IIC_SDA 1;//当SCL处于高电平期间SDA由低电平变成高电平 //延时
}
//**************************************
//IIC发送应答信号
//入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
/*
应答当从机接收到数据后向主机发送一个低电平信号
先准备好SDA电平状态在SCL高电平时主机采样SDA
*/
//**************************************
void CCS811_IIC_SendACK(u8 i)
{CCS811_IIC_SDA_OUT();if(1i)CCS811_IIC_SDA 1; //准备好SDA电平状态不应答else CCS811_IIC_SDA 0; //准备好SDA电平状态应答 CCS811_IIC_SCL 1; //拉高时钟线delay_us(5); //延时CCS811_IIC_SCL 0 ; //拉低时钟线delay_us(5);
}
///等待从机应答
/*
当本机(主机)发送了一个数据后等待从机应答
先释放SDA让从机使用然后采集SDA状态
*/
/
u8 CCS811_IIC_WaitAck(void) //返回为:1有ACK,0无ACK
{ uint16_t i0;CCS811_IIC_SDA_IN();CCS811_IIC_SDA 1;delay_us(1); //释放SDACCS811_IIC_SCL 1;delay_us(1); //SCL拉高进行采样while(CCS811_READ_SDA)//等待SDA拉低{i; //等待计数if(i500)//超时跳出循环break;}if(CCS811_READ_SDA)//再次判断SDA是否拉低{CCS811_IIC_SCL 0; return RESET;//从机应答失败返回0}delay_us(5);//延时保证时钟频率低于40KCCS811_IIC_SCL 0;delay_us(5); //延时保证时钟频率低于40KCCS811_IIC_SDA_OUT();return SET;//从机应答成功返回1
}
//**************************************
//向IIC总线发送一个字节数据
/*
一个字节8bit,当SCL低电平时准备好SDASCL高电平时从机采样SDA
*/
//**************************************
void CCS811_IIC_SendByte(u8 dat)
{ u8 i;CCS811_IIC_SDA_OUT();CCS811_IIC_SCL 0;//SCL拉低给SDA准备for (i0; i8; i) //8位计数器{if(dat0x80)//SDA准备CCS811_IIC_SDA 1; else CCS811_IIC_SDA 0;CCS811_IIC_SCL 1; //拉高时钟给从机采样delay_us(5); //延时保持IIC时钟频率也是给从机采样有充足时间CCS811_IIC_SCL 0; //拉低时钟给SDA准备delay_us(5); //延时保持IIC时钟频率dat 1; //移出数据的最高位 }delay_us(10);
}
//**************************************
//从IIC总线接收一个字节数据
//**************************************
u8 CCS811_IIC_RecvByte()
{u8 i;u8 dat 0;CCS811_IIC_SDA_IN();CCS811_IIC_SDA 1;//释放SDA给从机使用delay_us(5); //延时给从机准备SDA时间 for (i0; i8; i) //8位计数器{ dat 1;CCS811_IIC_SCL 1; //拉高时钟线采样从机SDAif(CCS811_READ_SDA) //读数据 dat |0x01; delay_us(5); //延时保持IIC时钟频率 CCS811_IIC_SCL 0; //拉低时钟线处理接收到的数据delay_us(5); //延时给从机准备SDA时间} return dat;
}
//**************************************
//向IIC设备写入一个字节数据
//**************************************
u8 CCS811_Single_WriteI2C_byte(u8 Slave_Address,u8 REG_Address,u8 data)
{if(CCS811_IIC_Start()0) //起始信号{CCS811_IIC_Stop(); return RESET;} CCS811_IIC_SendByte(Slave_Address); //发送设备地址写信号if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop(); return RESET;}CCS811_IIC_SendByte(REG_Address); //内部寄存器地址if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop(); return RESET;}CCS811_IIC_SendByte(data); //内部寄存器数据if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop(); return RESET;}CCS811_IIC_Stop(); //发送停止信号return SET;
}u8 CCS811_Single_MWriteI2C_byte(u8 Slave_Address,u8 REG_Address,u8 const *data,u8 length)
{if(CCS811_IIC_Start()0) //起始信号{CCS811_IIC_Stop();return RESET;} CCS811_IIC_SendByte(Slave_Address); //发送设备地址写信号if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop();return RESET;}CCS811_IIC_SendByte(REG_Address); //内部寄存器地址if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop();return RESET;}while(length){CCS811_IIC_SendByte(*data); //内部寄存器数据if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop(); return RESET;} //应答length--;}// CCS811_IIC_SendByte(*data); //内部寄存器数据// if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop(); return RESET;}CCS811_IIC_Stop(); //发送停止信号 return SET;
}//**************************************
//从IIC设备读取一个字节数据
//**************************************
u8 CCS811_Single_ReadI2C(u8 Slave_Address,u8 REG_Address,u8 *REG_data,u8 length)
{if(CCS811_IIC_Start()0) //起始信号{CCS811_IIC_Stop();return RESET;} CCS811_IIC_SendByte(Slave_Address); //发送设备地址写信号if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop() ;return RESET;} CCS811_IIC_SendByte(REG_Address); //发送存储单元地址if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop();return RESET;} if(CCS811_IIC_Start()0) //起始信号{CCS811_IIC_Stop(); return RESET;} CCS811_IIC_SendByte(Slave_Address1); //发送设备地址读信号if(!CCS811_IIC_WaitAck()){CCS811_IIC_Stop(); return RESET;}while(length-1){*REG_dataCCS811_IIC_RecvByte(); //读出寄存器数据CCS811_IIC_SendACK(0); //应答length--;}*REG_dataCCS811_IIC_RecvByte(); CCS811_IIC_SendACK(1); //发送停止传输信号CCS811_IIC_Stop(); //停止信号return SET;
}void CCS811_EN()
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//先使能外设IO PORTB时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin CCS811_WAK_PIN; // 端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHzGPIO_Init(CCS811_WAK_PORT, GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIO GPIO_ResetBits(CCS811_WAK_PORT,CCS811_WAK_PIN);
}void ON_CCS811()
{GPIO_ResetBits(CCS811_WAK_PORT,CCS811_WAK_PIN);
}
void OFF_CCS811()
{GPIO_SetBits(CCS811_WAK_PORT,CCS811_WAK_PIN);
}
四、实验效果 五、资料获取
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