基于STM32和SHT40的桌面温湿度计-第九届立创电赛记录
立创开源链接：https://oshwhub.com/vrxiaojie/temperature-and-humidity-meter-7508164a
1、介绍
在日常生活中，无论是家庭、办公室还是工作室，适宜的温湿度环境对于人体舒适度、工作效率乃至家居设备的保养都至关重要。然而，传统的温湿度计存在精度不足、需频繁更换一次性电池等问题，既不方便也不环保。
于是，我萌生了设计一款集低功耗、高精度、低成本于一身的桌面温湿度计的想法。这款产品的核心优势在于它巧妙地平衡了性能与成本，提供一个既实用又环保的温湿度解决方案。它具有以下特点：
（1）低功耗：考虑到长期使用的需求，本次设计选择低功耗的硬件组件和优化的软件算法。STM32G030K6T6作为MCU，以其出色的能效比和丰富的外设资源，成为这款传感器的理想之选。通过精细的电源管理和休眠模式设计，能大幅度降低能耗，延长单次充电后的使用时间。
（2）高精度测量：为了确保温湿度数据的准确性，本次设计选用了瑞士盛思锐SHT40作为温湿度传感器。SHT40以其卓越的测量精度和稳定性著称，能够在广泛的温度和湿度范围内提供可靠的数据。
（3）低成本：通过精选高性价比的元器件和优化设计方案，温湿度传感器成本整体控制在30元以内 （不含运费，立创商城价格）
（4）可充电：采用18650锂电池作为电源，不仅避免了频繁更换电池带来的不便，还减少了废旧电池对环境的污染。
2、硬件部分
2.1电源部分
电源框图如下图所示：
设计思路
官方设计是使用的两节1.5V干电池，由于需要经常更换电池，废弃电池也会造成污染，因此考虑使用锂电池供电。
经过查阅数据手册得知，STM32G030K6T6供电范围 2V-3.6V、SHT40 1.08V-3.6V、而锂电池满电时能有4V以上，超过了它们允许的最大允许的电源电压，因此需要采用先升压后降压的方式，稳定电压在3.3V。
因为要兼顾整机功耗和成本，经过挑选，使用MT3608B做升压、TLV70233做降压。
其中，MT3608B在电流小于100mA时的效率约92%。其输出电压是使用电阻分压反馈方式，VOUT=(1+R2/R1) * VREF。手册里写VREF=0.6V，我取R2=91KΩ，R1=13KΩ得到VOUT=4.8V。这里两个分压电阻大一点好，这样流过它们的电流小，它们所耗的功率也会变小。这里的电感4.7uH是按芯片手册来的，建议选择一个等效直流电阻更低的电感，这样也能提高效率。这里的续流二极管必选肖特基二极管，建议用SS14就行，我用SS34是因为手头上正好有这个。
Layout注意事项
输入端的电容C15要尽可能贴近DC-DC芯片放置，而输出端C14要与芯片地的回路最短。
两个反馈电阻要远离电感，避免高频干扰
LDO这边，输入和输出的滤波电容需要贴近LDO放置
2.2 温湿度显示
设计思路
温湿度分别显示在两片共阴极数码管上。数码管通过三个74HC595移位寄存器控制。移位寄存器的功能框图如下图所示
两个数码管的阴极总共是6个阴极，全部连接在其中一个SN74HC595上，通过这一个595芯片，可以指定某一个位导通，同时，两个数码管的阳极，又分别连接在另外两个595芯片上，通过这两个芯片配合，就可以实现单个位显示数据。
Layout注意事项
电源滤波电容靠近移位寄存器VCC放置
2.3 STM32外围电路
（1）ADC电压采集
使用了两个10KΩ薄膜电阻串联分压，其精度误差为±0.1%，可以基本保证电压采样的准确性。采样点在中间位置，最终需要在程序内乘以2，才能得到近似准确的电池电压。例如由程序ADC转换后的电压为1.92V，则实际电压为3.84V。旁路增加一个100nF电容接地也是为了消除一些干扰。
（2）按键中断唤醒
使用一个按键开关实现，一端接STM32的WAKE引脚（需要自己定义），一端接地。当按下后，WAKE引脚从高电平到低电平转换，就产生了下降沿，只需要读到这个下降沿即可执行后续的中断操作，这在后面软件设计部分会细说。
2.4 SHT40模块
设计思路
立创商城中可以买到SHT40模块，它带有一个滤波电容和传感器，可以发现少了两个I2C通信线上的上拉电阻，我们需要在原理图加上
原理图注意事项
请注意原理图中SCL与SDA的位置，一定要根据模块的引脚功能仔细对照！我设计的板子是将传感器朝上放置，如果你想改为朝下放置，则需要改原理图，将引脚镜像对调。
传感器模块各引脚定义如下图所示
Layout注意事项
SHT40这个传感器真的非常非常灵敏，在布局时需要让模块尽量远离发热器件，如充电模块、STM32等，因此我将其布局在了PCB的右上角，底下不铺铜，以减少其他器件散热对它造成的影响。在阻焊颜色选择上，我选用吸热较少的白色，同样是为了减少外界对传感器的影响。
3、软件部分
3.1 软件实现
部分软件代码参考官方项目文档。
代码已开源并上传到附件。
3.1.1数码管显示数字
数码管本身不含有任何控制单元，它只是由几个有序排列的LED组成的器件，所以我们需要控制移位寄存器74HC595，通过它来驱动数码管显示数字。74HC595的时序图如下图所示
从时序图可以知道74HC595的使用流程为：
①拉高SCLR（10脚）。如果不用，设计原理图时可以直接拉高。
②控制SI（14引脚）、SCK（11脚）把移位寄存器的值赋好（使用8个上升沿）。
③给RCK（12引脚）一个上升沿。
④拉低G（13脚）。
首先定义函数SN74HC595_Send_Data，它有两个参数：sn_num: 表示选择哪个数码管或设备，值有SN_LED1、SN_LED2和SN_DIG；sendValue: 需要发送的数据。
这里sn_num一共有三种情况，只挑值为SN_LED1的来讨论，其他两个内容都是类似的
①选择第一个数码管 (SN_LED1)：
c if(sn_num == SN_LED1)
②使用for循环遍历8次（因为74HC595是8位移位寄存器）：
c for(i = 0; i < 8; i++)
③检查sendValue的每一位，如果该位是1，则设置相应的引脚为高电平，否则为低电平：
c if(((sendValue << i) & 0x80) != 0)
④产生一个SCLK上升沿，时钟信号用于将数据从串行输入移位到寄存器中：
c HAL_GPIO_WritePin(LED1_SCLK_GPIO_Port, LED1_SCLK_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(LED1_SCLK_GPIO_Port, LED1_SCLK_Pin, GPIO_PIN_SET);
⑤在循环结束后，产生一个RCLK上升沿，用于将移位寄存器中的数据锁存到输出寄存器中：
c HAL_GPIO_WritePin(LED1_RCLK_GPIO_Port, LED1_RCLK_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(LED1_RCLK_GPIO_Port, LED1_RCLK_Pin, GPIO_PIN_SET);
3.1.2 ADC采集电池电压
前面硬件设计时提到过，用两个10KΩ薄膜电阻实现分压，STM32采集中间点的电压值，将其转换为ADC值，然后经过一系列运算最终得到电压的准确值。
首先要在STM32CubeMX中配置好ADC引脚，点击PB1引脚，选择ADC1_IN9
来到NVIC中，使能ADC1中断
再点进Code Generation，按如图所示勾选即可
最后点击GENERATE CODE，打开Keil项目，开始编写ADC代码
这里将ADC代码拆分成三块讲解
①调用HAL库函数，初始化、启动ADC转换，并等待其转换完成
②判断是否获取到数值，由于STM32G030K6T6是12bit ADC，也就是会有2的12次方个ADC数值，ADC数值从0到4095。将其归一化处理，并乘上STM32的输入电压。输入电压我用3.324V是拿万用表测得的，不需要太精确的话写3.3就可以了。归一化后的数据即为一半的电池电压值，变量为Data，比如说1.92V。
③由于需要显示在数码管上，我们把Data放大100倍再乘以2，这样就得到了一个整数，比如384，可以用取十进制数每一位的值的方法，得到三个数：3 8 4，并赋值给device_paramter结构体中的成员Voltage数组
在main.h头文件中，device_paramter结构体定义如下
struct DEVICE_PARAMTER
{
volatile uint8_t KeyStatus;
volatile uint8_t sleepStatus;
uint16_t Temp;
uint16_t Humi;
uint8_t Voltage[3];
};
在gpio.c文件中，编写了一个显示电压的函数，这样就方便一键调用了
void ShowVoltage(){
SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFE);
SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,sgh_value[device_paramter.Voltage[0]]|0x80);
SysCtlDelay(1000);
SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00); //消影，防止错位
SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFD);
SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,(sgh_value[device_paramter.Voltage[1]]));
SysCtlDelay(1000);
SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00); //消影，防止错位
SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFB);
SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,sgh_value[device_paramter.Voltage[2]]);
SysCtlDelay(1000);
SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00); //消影，防止错位
}
3.1.3 模拟I2C（软件I2C）
由于我在设计时把SCL和SDA画反（目前EDA编辑器里的板子已更正，设计为传感器模块正面向上插入），导致我需要飞线或者用软件I2C解决通信问题。经过查阅大量资料、参考代码，我自行修改并匹配了本项目所使用的传感器和MCU，实现了使用HAL库模拟I2C通信。如果你和我一样无法直接使用硬件I2C，别着急，只需要修改softiic.h内SDA和SCL对应的GPIO即可。
由于软件I2C篇幅较长，所以放到第3.2节细讲
3.1.4 中断唤醒
（1）STM32CubeMX参数设置
打开STM32CubeMX，设置PB5为GPIO_EXTI5，GPIO模式选择“下降沿触发检测的外部中断”，GPIO上拉，命名标签为WAKE_KEY
在NVIC中，设置EXTI line 4 to 15 interrupts使能并将优先级设为1；然后进到Code generation中，勾选对应的生成代码等复选框
在Timers- TIM14中使能TIM14 全局中断
OK，点击右上角的生成代码，打开Keil，编辑代码。
（2）中断代码
①本段程序在tim.c中，是回调函数。当定时器被触发时，HAL库自动调用该段函数。
函数主要做了两件事：显示温湿度、显示电池电压。变量flag用于计时以及判断是否该调整休眠标志sleep_flag。
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance == TIM14)
{
HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim14);
updata_flag++;
if(updata_flag <= 1000)
{
ShowNum(1,1,(device_paramter.Temp/100));
ShowNum(1,2,(device_paramter.Temp / 10 % 10));
ShowNum(1,3,device_paramter.Temp%10);
ShowNum(2,1,(device_paramter.Humi/100));
ShowNum(2,2,(device_paramter.Humi / 10 % 10));
ShowNum(2,3,device_paramter.Humi%10);
}
else if(updata_flag <= 2000)
{
ShowVoltage();
}
else
{
updata_flag = 0;
sleep_flag++;
}
__HAL_TIM_SetCounter(&htim14,0);
if(sleep_flag >= 1)
{
sleep_flag = 0;
device_paramter.sleepStatus = 1;
SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFF);
SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00);
SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,0x00);
}
else{
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim14);
}
}
}
②本段程序在main.c的while(1)循环中，这里把SHT40温湿度采集与ADC电压采集的代码删掉，只保留该节要讲的内容。
循环一直判断按键的状态，当读取到PB5引脚为低电平（GPIO_PIN_REST）时，进入下一级循环，然后执行HAL_TIM_Base_Start_IT()启动定时器，它会自动调用上面的HAL_TIM_PeriodElapsedCallback，待回调函数内执行完毕，睡眠标志到来时，将退出回调函数，回到这一段代码，继续把休眠标志和按下标志清除掉，MCU进入休眠，可以进行下一次唤醒。
if(device_paramter.KeyStatus == KEY_SHAKE_STATE)
{
HAL_Delay(10);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET)
{
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET);
/*
SHT40采集温湿度
*/
/*
ADC采集电压
*/
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim14); //开始定时器，显示数据
device_paramter.sleepStatus = 0; //清除休眠标志
device_paramter.KeyStatus = KEY_NO_PRESS; //清除按下标志
}
}
else if(device_paramter.sleepStatus == 1) //显示结束，进入休眠
{
HAL_SuspendTick(); //暂停滴答定时器，防止通过滴答定时器中断唤醒
HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_MAINREGULATOR_ON, PWR_SLEEPENTRY_WFI); //进入停止模式
}
3.2 软件I2C详解
3.2.1 为什么要用软件I2C？
I2C通信协议是本项目的关键所在，SHT40支持I2C通信，只有搞懂I2C通信的全过程，才能给SHT40传感器发送读数据命令、正确接收温湿度数据。据说STM32的硬件I2C存在bug，再加上本人被迫需要学习软件I2C，因此花了一天的时间来学习调试，在此记录、解析一下I2C的通信过程及其如何实现获取SHT40的温湿度数据的。
3.2.2 I2C通信原理解释
（1）空闲状态
当SCL和SDA都为高电平时
（2）起始、结束条件
起始条件：当SCL为高电平时，SDA有一个下降沿
结束条件：当SCL为高电平时，SDA有一个上升沿
（3）从机地址、寄存器地址
I2C通信就如同广播找人一样，你叫到某个人的名字（从机的地址），它才会给你回应。因此，需要在开始条件后紧跟着发送一个从机地址。从机地址由7bit组成，第8位是读写标志位，0表示写，1表示读
举例：当你广播找人，找到了那个人（从机），他回应你了（ACK），你要他口袋里（寄存器地址）的钥匙（数据）
（4）字节格式
开始条件之后，每8个bit为一个字节传输，当SCL为高电平时，SDA也是高电平，此时代表逻辑1；SCL为高电平，SDA是低电平时，代表逻辑0。
（5）应答位
I2C的数据都是以8bit传送的，发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线SDA，由接收器反应一个应答信号。当应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK），表示接收器已经成功接收该字节。当应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK)，表示接收器接收该字节没有成功。
举个例子：这就像是你给别人说你的电话号码，你一次性把11位电话号说给他，他可能一下子记不住，你分成三段，第一段说139，他说 好的（有效应答位ACK）；第二段你说1234，他说 嗯（有效应答位ACK）；第三段你说5678，这时一辆大车鸣笛经过，淹没了你的声音，他就没听清，没回应你（非应答位NACK），此时你看他没反应，你就要再说一遍5678，他回答好的（有效应答位ACK）。
3.2.3 I2C通信过程
（1）主机写入数据的流程
（2）主机读取数据的流程
3.2.4 I2C代码实现方法
有了上述理论基础，就可以开始编写代码了。这里我单独创建了一个C源文件叫softiic.c，下面将逐个函数讲解其作用。
（1）使用HAL库时自定义的delay_us函数
由于HAL库官方给的HAL_Delay是以ms级别的，我们要产生模拟I2C信号需要有延迟，通常是5us。ST论坛有大佬给出了解决方法，这里就直接照搬了。注意修改时钟主频为STM32G030K6T6的64MHz
#define CPU_FREQUENCY_MHZ 64 // STM32时钟主频 MHz
void delay_us(__IO uint32_t delay)
{
int last, curr, val;
int temp;
while (delay != 0)
{
temp = delay > 900 ? 900 : delay;
last = SysTick->VAL;
curr = last - CPU_FREQUENCY_MHZ * temp;
if (curr >= 0)
{
do
{
val = SysTick->VAL;
}
while ((val < last) && (val >= curr));
}
else
{
curr += CPU_FREQUENCY_MHZ * 1000;
do
{
val = SysTick->VAL;
}
while ((val <= last) || (val > curr));
}
delay -= temp;
}
}
（2）配置切换SDA引脚输入或输出模式的函数
使用HAL库的配置方法。注意，输出模式为开漏（OD）输出
static void SDA_OUT(void){
GPIO_InitTypeDef SOFT_IIC_GPIO_STRUCT;
SOFT_IIC_GPIO_STRUCT.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
SOFT_IIC_GPIO_STRUCT.Pin = SDA_PIN;
SOFT_IIC_GPIO_STRUCT.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(SDA_PORT, &SOFT_IIC_GPIO_STRUCT);
}
static void SDA_IN(void)
{
GPIO_InitTypeDef SOFT_IIC_GPIO_STRUCT;
SOFT_IIC_GPIO_STRUCT.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
SOFT_IIC_GPIO_STRUCT.Pin = SDA_PIN;
SOFT_IIC_GPIO_STRUCT.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(SDA_PORT, &SOFT_IIC_GPIO_STRUCT);
}
（3）I2C延迟时间定义
前面有了自定义函数delay_us，这里我们填5，意味着每次调用函数，延迟5us
void IIC_Delay(void) {
delay_us(5);
}
（4）I2C开始信号
先将SDA设置为输出模式，SDA和SCL同时为高电平（空闲状态），经过一点延时，SDA拉低，SCL过5us后再拉低，完成开始信号的设置。
void IIC_Start(void) {
SDA_OUT();
SDA_HIGH();
SCL_HIGH();
IIC_Delay();
SDA_LOW();
IIC_Delay();
SCL_LOW();
}
（5）I2C结束信号
先将SDA设置为输出模式，SDA和SCL同时为低电平，经过一点延时，SCL先拉高，SDA过5us后再拉高，完成结束信号的设置。
void IIC_Stop(void) {
SDA_OUT();
SCL_LOW();
SDA_LOW();
IIC_Delay();
SCL_HIGH();
IIC_Delay();
SDA_HIGH();
IIC_Delay();
}
（6）应答位
这里主要是IIC_Wait_Ack函数需要讲一下，IIC_Ack和IIC_NAck是模拟主机发送应答或非应答信号，看着前面I2C的定义图应该很清楚，这里就不逐行啰嗦了。
IIC_Wait_Ack函数中，要将SDA设置为输入模式，以便于读取SDA信号线上电平的变化，其中READ_SDA()是由宏定义为 HAL_GPIO_ReadPin(SDA_PORT, SDA_PIN)，如果高电平，则返回值为1；若低电平，返回值为0。回顾一下，ACK是要求从机有一个拉低SDA的操作，即READ_SDA()返回值为0，方可跳出while循环，继续下面拉低SCL的操作。
在循环内，wait变量是用来判断是否超时，只要超过200个周期，就判定超时，停止I2C通信.
uint8_t IIC_Wait_Ack(void)
{
uint8_t wait;
SDA_IN();
IIC_Delay();
SCL_HIGH();
IIC_Delay();
while (READ_SDA())
{
wait++;
if (wait > 200)
{
IIC_Stop();
return 1;
}
}
SCL_LOW();
return 0;
}
void IIC_Ack(void) {
SCL_LOW();
SDA_OUT();
SDA_LOW();
IIC_Delay();
SCL_HIGH();
IIC_Delay();
SCL_LOW();
}
void IIC_NAck(void) {
SCL_LOW();
SDA_OUT();
SDA_HIGH();
IIC_Delay();
SCL_HIGH();
IIC_Delay();
SCL_LOW();
}
（7）I2C发送一个字节
这里就不一行行去解读了，主要看一下for循环里面的内容在干什么。
①因为一个字节包含8位，而I2C通信中数据是以位为单位传输的。因此，for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) ，从0到7遍历一个字节的每一位。
②将byte向左移动i位，这样原本的第i位就移动到了最高位（即第7位，对应于十六进制的0x80）。然后，使用&操作符与0x80进行按位与操作。如果结果为非零（即true），说明byte的第i位是1；如果结果为0（即false），则第i位是0。
③设置SDA线的电平：根据上一步的结果，通过SDA_HIGH()和SDA_LOW()宏或函数来设置SDA线的电平。如果当前位是1，则调用SDA_HIGH()将SDA线设置为高电平；如果当前位是0，则调用SDA_LOW()将SDA线设置为低电平。这样，就按照byte变量的值，一位一位地将数据通过SDA线发送出去。
void IIC_Send_Byte(uint8_t byte) {
SDA_OUT();
SCL_LOW();
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
if ((byte << i) & 0x80) {
SDA_HIGH();
} else {
SDA_LOW();
}
IIC_Delay();
SCL_HIGH();
IIC_Delay();
SCL_LOW();
IIC_Delay();
}
}
（8）I2C接收一个字节
与发送一字节类似，可以对照着来看，这里就不再啰嗦了。
uint8_t IIC_Read_Byte(uint8_t ack) {
uint8_t byte = 0;
SDA_IN();
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
SCL_LOW();
IIC_Delay();
SCL_HIGH();
byte <<= 1;
if (READ_SDA()) {
byte |= 0x01;
}
IIC_Delay();
}
return byte;
}
3.2.5 实现与温湿度传感器的I2C通信
这一块主要包含softiic.c中的3个函数，以及一个在main.c中调用的函数块。
SHT40的地址和发送的命令在softiic.h中先进行了宏定义：
#define SHT40_ADDRESS 0x44 // SHT40的I2C地址
#define SHT40_COMMAND_MEASURE_HIGH_PRECISION 0xFD //要发送的命令 0XFD
（1）SHT40_Start_Measurement开始测量温湿度函数
其实是把下面的写入命令函数加了延时10ms而已，可以合并进写命令函数，我个人认为那样不直观。
void SHT40_Start_Measurement(void) {
Soft_IIC_Write_Command(SHT40_ADDRESS, SHT40_COMMAND_MEASURE_HIGH_PRECISION);
HAL_Delay(10); // 根据数据手册说明，延时10ms
}
（2）Soft_IIC_Write_Command 发送命令函数
设备地址是0x44，转化为7位二进制为 1000100，由于这里是写入，读写标志位为0（写），因此发送的这个字节为 10001000。
“命令”为0xFD，这可以在数据手册中查到，对应的返回值是6字节数据，第1、2字节是温度数据，第3字节是CRC校验和；第4、5是湿度数据，第6位是校验和。这些数据都是高精度的。
根据原理部分讲的，在发送完地址后就要发送“寄存器地址”，而这里有个小坑，我最开始没绕明白。通常在网上搜到的I2C代码其写入函数参数有：设备地址、寄存器地址、写入的数据，而SHT40这的“命令”其实就是寄存器地址，只是没有写进去的数据罢了。当SHT40接收到这个“命令”后，它就会读取温湿度数据，并存在它的寄存器里，等待主机的读取命令。我这里不需要给SHT40写入数据，也就是发送完寄存器地址后，等待应答然后关闭I2C传输。
void Soft_IIC_Write_Command(uint8_t deviceAddr, uint8_t command) {
IIC_Start();
IIC_Send_Byte(deviceAddr << 1); // 发送设备地址和写位
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(command); // 发送命令
IIC_Wait_Ack();
IIC_Stop();
}
（3）SHT40_Read_Measurement读取温湿度数据函数
这里给SHT40发送读位，即读写标志位变为1，发送的字节为10001001。
然后等SHT40回应，并释放SDA线，让SHT40发送它刚刚读到的温湿度数据，并存到data数组中。
void SHT40_Read_Measurement(uint8_t* data, uint8_t length) {
IIC_Start();
IIC_Send_Byte((SHT40_ADDRESS << 1) | 0x01); // 发送设备地址和读位
IIC_Wait_Ack();
for (uint8_t i = 0; i < length-1; i++) {
*data = IIC_Read_Byte(i < (length - 1)); // 读取数据并发送应答信号
data++;
IIC_Ack();
}
*data = IIC_Read_Byte(0);
IIC_NAck();
IIC_Stop();
}
（4）main.c中获取温湿度数据的实现
调用刚刚写好的函数SHT40_Start_Measurement和SHT40_Read_Measurement，这里的readData数组要提前初始化好，长度为6。
然后根据数据手册里的伪代码
把获取到的数值换算成能读得懂的数，最后放大温湿度，以便数码管显示。
/* SHT40采集温湿度*/
SHT40_Start_Measurement();
SHT40_Read_Measurement((uint8_t*)readData,6);
Temperature = (1.0 * 175 * (readData[0] * 256 + readData[1])) / 65535.0 - 45;
Humidity = (1.0 * 125 * (readData[3] * 256 + readData[4])) / 65535.0 - 6.0;
device_paramter.Temp = Temperature * 10; //放大温湿度
device_paramter.Humi = Humidity * 10;
接下来，编译、烧录、插电开机~用示波器捕捉并解码收发数据过程
当你捕捉到这些跳动的高低电平那一刻，成就感瞬间爆棚啊这就是电子的魅力
3.3 优化程序降低功耗的方法
STM32G0系列有四种休眠模式；
● 低功耗运行模式（降低CPU频率，系统仍在运行）
● 睡眠模式（系统进入睡眠，任意中断/事件唤醒）
● 停止模式（系统进入停止，支持任意外部中断和RTC闹钟唤醒）
● 待机模式（系统进入待机，支持RTC闹钟唤醒，WKUP、NRST引脚唤醒以及IWDG复位唤醒，打开了LSI和LSE）
如果按照官方文档的代码，让温湿度计进入睡眠模式，经测量仍有2.6mA的电流。
而如果设置成停止模式，仍然可以用中断唤醒，但此时电流降低至0.21mA ！！
3.4 程序烧录步骤
（1）从附件中下载SHT40_Project.zip，并解压，进入MDK-ARM文件夹，用Keil打开SHT40_Project.uvprojx
（2）将ST-LINK针对针地与温湿度传感器电路板上的调试口相连接
（3）点击编译（Build），点击下载（Download）
（4）断开ST-LINK，在电路板背面放入18650锂电池，注意一定不要接反！（有弹簧一侧为负极）
（5）正常来说，上电后数码管不亮，按一下按钮，两个数码管同时显示温湿度5秒，然后左侧数码管显示电池电压4秒，然后进入休眠。
4 故障排除
故障1：上电后只有第一次温湿度读数，而后续读数错误。
故障描述：插电，发现只显示读出第一次的温湿度数值，之后进入while循环的数值就读不到了，数码管显示0.0 9.0。
解决过程：经过一番摸索，在我用示波器表笔接SCL，准备再次查看波形时，发现无波形变化，遂确认是硬件问题而非软件BUG。于是我用万用表电阻档再次测量3.3V与SCL、SDA之间的电阻，发现它们均不为4.7KΩ（上拉至3.3V的电阻值），于是拆下来两个电阻挨个测量，最后发现SCL的上拉的电阻损坏
故障原因：上拉电阻损坏。
故障2：数码管显示0.0和9.0
故障描述：上电后，数码管读不到正确的温湿度值，不同于故障1还有一次可读的数值。
解决过程：显示0.0和9.0是由于初始化的数据接收数组内元素都为0，而通信读取温湿度过程中数组内数值并未改变，代入温湿度的计算公式得到了固定值0.0和9.0。可用测量通断挡位，一支表笔接传感器模块插口，一支表笔接STM32对应引脚，分别测试SCL、SDA、VCC、GND判断是否接触良好。若接触良好，则有可能传感器损坏。
故障原因：接触不良或温湿度传感器损坏
故障3：想再次烧录代码，Keil提示invalid rom table
故障描述：已经烧录好我在附件里的源代码，想改动一点自己的东西，再烧录发现Keil报错。
解决过程：由于有让MCU进入休眠模式的代码，在上电后它会立即进入休眠模式，以保持低功耗运行。此时可以先插好ST-LINK，在Keil程序编译好，然后按下唤醒按钮，在数码管仍在显示数值的过程中，手快速地点击Keil的下载按钮即可。
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故障原因：MCU进入休眠模式
5 项目属性
首次公开，在官方原理图基础上增加锂电池充电管理电路以及完善PCB布局。未在别的比赛中获奖。
6 开源协议
GPL3.0
7 大赛LOGO验证
温湿度计电路板整体外观展示
显示温度、湿度状态展示
显示电池电压
8 演示您的项目并录制成视频上传
写在后面
第二次参加训练营啦，这次借着温湿度计训练营一同参加了第九届立创电赛。在设计硬件、调试软件的过程中真的能学到很多东西！查资料非常重要，不论是国内国外的资料，在查的过程中也能逐渐理清知识脉络。
在这里要感谢@盛思锐，温湿度传感器很好用，数据手册内容内容非常全面。
参考
