AM2320是一款具有I2C、单总线通信的温湿度传感器，精度也比较高，适合日常的一些应用场景。对于单总线通信，已经有很多人分享其实现的代码了，但多是使用延时法进行读取，今天给大家带来一个通过单总线定时器中断方式读取。

初始化代码

首先是需要进行IO口初始化，单总线通信时SCL引脚需要接地，并使用SDA引脚作为单总线通信引脚。此处将SCL使用GPIO进行拉低，SDA选择连接在GPIOB,GPIO_Pin_9这个定时器4的CH4上。

Am2320_SdaOutMode 输出模式 用于发起通信起始信号。

Am2320_SdaInMode 输入模式 用于接收总线数据，此处将定时器的基准时间设置为1us，方便捕获中断时长用于计算0/1。并开启定时器更新中断作为通信超时结束控制，开启定时器的捕获中断作为通信时采集。

//AM2320 IO口
#define AM2320_SCL_APBxCLK_CMD				RCC_APB2PeriphClockCmd
#define AM2320_SCL_GPIO_CLK					RCC_APB2Periph_GPIOB
#define AM2320_SCL_GPIOx					GPIOB
#define AM2320_SCL_GPIO_Pin					GPIO_Pin_8#define AM2320_SDA_APBxCLK_CMD				RCC_APB2PeriphClockCmd
#define AM2320_SDA_GPIO_CLK					RCC_APB2Periph_GPIOB
#define AM2320_SDA_GPIOx					GPIOB
#define AM2320_SDA_GPIO_Pin					GPIO_Pin_9#define AM2320_SDA_TIM_APBxCLK_CMD			RCC_APB1PeriphClockCmd
#define AM2320_SDA_TIM_CLK					RCC_APB1Periph_TIM4
#define AM2320_SDA_TIM_TIMx 				TIM4
#define AM2320_SDA_TIM_CC   				TIM_Channel_4
#define AM2320_SDA_TIM_IT_CC 				TIM_IT_CC4#define AM2320_SDA_TIM_IRQn					TIM4_IRQn
#define	AM2320_SDA_TIM_IRQHandler			TIM4_IRQHandler/* * 函数名		：	Am2320_Init* 描述			:	AM2320初始化* 输入			:	无* 输出			:	无* 说明			:	无*/
int Am2320_Init(void)
{//IO口配置结构体GPIO_InitTypeDef			GPIO_InitStruct;GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);//SCLAM2320_SCL_APBxCLK_CMD(AM2320_SCL_GPIO_CLK , ENABLE);GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin   = AM2320_SCL_GPIO_Pin;GPIO_Init(AM2320_SCL_GPIOx , &GPIO_InitStruct);//SCL保持低进入单总线传输GPIO_ResetBits(AM2320_SCL_GPIOx, AM2320_SCL_GPIO_Pin);//SDAAM2320_SDA_APBxCLK_CMD(AM2320_SDA_GPIO_CLK , ENABLE);//输出模式Am2320_SdaOutMode();return 0;
}/* * 函数名		：	Am2320_SdaInMode* 描述			:	AM2320 SDA处于输入模式* 输入			:	无* 输出			:	无* 说明			:	无*/
void Am2320_SdaInMode(void)
{//GPIO配置结构体GPIO_InitTypeDef 			GPIO_InitStruct;GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);//定时器配置结构体TIM_TimeBaseInitTypeDef		TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStruct);//定时器输入配置机构体TIM_ICInitTypeDef  			TIM_ICInitStruct;  TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);//中断配置结构体NVIC_InitTypeDef			NVIC_InitStruct;//配置为输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = AM2320_SDA_GPIO_Pin;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(AM2320_SDA_GPIOx, &GPIO_InitStruct);//初始化TIMAM2320_SDA_TIM_APBxCLK_CMD(AM2320_SDA_TIM_CLK, ENABLE);//开启TIM时钟//配置定时器TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=(SystemCoreClock/1000000 - 1);//定时器分频:设置为1usTIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period= 10000 - 1;//10ms溢出TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInit(AM2320_SDA_TIM_TIMx, &TIM_TimeBaseInitStruct);//配置为输入模式TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = AM2320_SDA_TIM_CC;// 选择输入端TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_BothEdge;TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	 //配置输入分频,不分频 TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x04;//IC4F=0011 配置输入滤波器 8个定时器时钟周期滤波TIM_ICInit(AM2320_SDA_TIM_TIMx, &TIM_ICInitStruct);//初始化定时器输入捕获通道//配置化中断NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = AM2320_SDA_TIM_IRQn; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  //先占优先级0级NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  //从优先级3级NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器//清除中断TIM_ClearITPendingBit(AM2320_SDA_TIM_TIMx, TIM_IT_Update);TIM_ClearITPendingBit(AM2320_SDA_TIM_TIMx, AM2320_SDA_TIM_IT_CC);//允许更新中断TIM_ITConfig(AM2320_SDA_TIM_TIMx, TIM_IT_Update,ENABLE);//开启捕获中断TIM_ITConfig(AM2320_SDA_TIM_TIMx, AM2320_SDA_TIM_IT_CC,ENABLE);//重置定时器AM2320_SDA_TIM_TIMx->CNT = 0;//使能定时器TIM_Cmd(AM2320_SDA_TIM_TIMx, ENABLE); 
}/* * 函数名		：	Am2320_SdaOutMode* 描述			:	AM2320 SDA处于输出模式* 输入			:	无* 输出			:	无* 说明			:	无*/
void Am2320_SdaOutMode(void)
{//关闭定时器TIM_Cmd(AM2320_SDA_TIM_TIMx, DISABLE); //关闭中断TIM_ITConfig(AM2320_SDA_TIM_TIMx, TIM_IT_Update, DISABLE);//关闭捕获中断Bit_RESETTIM_ITConfig(AM2320_SDA_TIM_TIMx, AM2320_SDA_TIM_IT_CC, DISABLE);//GPIO配置结构体GPIO_InitTypeDef 			GPIO_InitStruct;GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);//配置为输出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = AM2320_SDA_GPIO_Pin;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(AM2320_SDA_GPIOx, &GPIO_InitStruct);GPIO_SetBits(AM2320_SDA_GPIOx, AM2320_SDA_GPIO_Pin);
}

数据结构定义

typedef enum
{AM2320_READ_FREE				= 0x00,AM2320_READ_START				,AM2320_READ_WAIT_TREL			, //起始时80us低电平响应AM2320_READ_WAIT_TREH			, //起始时80us高电平响应AM2320_READ_WAIT_TDATA			, //数据传输开始AM2320_READ_WAIT_DATA			, //数据传输时DATA的响应，上降沿响应AM2320_READ_END					, //读取结束
}AM2320_READ_STEP;typedef enum
{AM2320_ERR_NONE					= 0x00,AM2320_ERR_TIM_OVER				,
}AM2320_ERROR;typedef struct
{AM2320_ERROR		last_err;		//异常AM2320_READ_STEP	read_step;		//当前的步骤float				humi;			//当前的湿度float				temp;			//当前的温度uint8_t				data[5];		//临时的数据uint8_t				data_index;		//保存当前为读到的第几位
}AM2320;

SDA输出1/0 ，读取输入

#define AM2320_SDA_OUT1		GPIO_SetBits(AM2320_SDA_GPIOx , AM2320_SDA_GPIO_Pin)
#define AM2320_SDA_OUT0		GPIO_ResetBits(AM2320_SDA_GPIOx , AM2320_SDA_GPIO_Pin)
#define AM2320_SDA_IN()		GPIO_ReadInputDataBit(AM2320_SDA_GPIOx , AM2320_SDA_GPIO_Pin)

设置定时器超时及捕获极性函数

/* * 函数名		：	Am2320_SetTimOverValue* 描述			:	AM2320设置超时时间* 输入			:	us:微秒* 输出			:	无* 说明			:	无*/
static void  Am2320_SetTimOverValue(uint16_t us)
{//设置超时值AM2320_SDA_TIM_TIMx->ARR = (us - 1);
}/* * 函数名		：	Am2320_SetTimPolarity* 描述			:	AM2320设置捕获边沿极性* 输入			:	polarity：极性* 输出			:	无* 说明			:	无*/
static void  Am2320_SetTimPolarity(uint16_t polarity)
{switch(AM2320_SDA_TIM_CC){case TIM_Channel_1: TIM_OC1PolarityConfig(AM2320_SDA_TIM_TIMx, polarity); break;case TIM_Channel_2: TIM_OC2PolarityConfig(AM2320_SDA_TIM_TIMx, polarity); break;case TIM_Channel_3: TIM_OC3PolarityConfig(AM2320_SDA_TIM_TIMx, polarity); break;case TIM_Channel_4: TIM_OC4PolarityConfig(AM2320_SDA_TIM_TIMx, polarity); break;default:break;}
}

读取开始函数

/* * 函数名		：	Am2320_ReadByte* 描述			:	AM2320读取开始* 输入			:	p_am2320* 输出			:	返回读取到的字节数据* 说明			:	无*/
static void Am2320_ReadStart(AM2320 *p_am2320)
{//开始读取p_am2320->read_step = AM2320_READ_START;p_am2320->last_err = AM2320_ERR_NONE;//复位读取到的数据p_am2320->data_index = 0;for(uint8_t i = 0; i < 5; i++){p_am2320->data[i] = 0x00;}//拉低总线,延时18msAm2320_SdaOutMode();AM2320_SDA_OUT0;delay_ms(15);//总线拉高,延时30usAM2320_SDA_OUT1;delay_us(30);//进入等待总线拉低响应p_am2320->read_step = AM2320_READ_WAIT_TREH;//进入读取阶段Am2320_SdaInMode();//设置为下降沿响应Am2320_SetTimPolarity(TIM_ICPolarity_Rising);//重置定时器AM2320_SDA_TIM_TIMx->CNT = 0;//设置超时时间:500us(实际为80us为响应)Am2320_SetTimOverValue(500);
}

读取结束函数，可在此处获取到数据

/* * 函数名		：	Am2320_ReadEnd* 描述			:	AM2320读取结束* 输入			:	p_am2320* 输出			:	返回读取到的字节数据* 说明			:	无*/
static void Am2320_ReadEnd(AM2320 *p_am2320)
{static uint8_t err_count = 0;//开始读取p_am2320->read_step = AM2320_READ_END;if(p_am2320->last_err == AM2320_ERR_NONE){uint8_t humi_int = p_am2320->data[0];uint8_t humi_deci = p_am2320->data[1];uint8_t temp_int = p_am2320->data[2];uint8_t temp_deci = p_am2320->data[3];uint8_t check_sum = p_am2320->data[4];//计算结果uint8_t calc = humi_int + humi_deci + temp_int + temp_deci;//数据校验if(calc == check_sum){p_am2320->humi = (humi_int*256 + humi_deci)*0.1;p_am2320->temp = (temp_int*256 + temp_deci)*0.1;//读取完成结束//此时已将温湿度数据存储在结构体中}err_count = 0;}//输出模式Am2320_SdaOutMode();
}

定时器中断处理

/* * 函数名		：	AM2320_SDA_TIM_IRQHandler* 描述			:	定时器中断* 输入			:	无* 输出			:	无* 说明			:	无*/
void AM2320_SDA_TIM_IRQHandler(void)
{AM2320	*p_am2320 = &am2320;//超时了if(TIM_GetITStatus(AM2320_SDA_TIM_TIMx, TIM_IT_Update) != RESET){//清除中断TIM_ClearITPendingBit(AM2320_SDA_TIM_TIMx, TIM_IT_Update); p_am2320->last_err = AM2320_ERR_TIM_OVER;p_am2320->read_step = AM2320_READ_FREE;//读取结束Am2320_ReadEnd(p_am2320);}//读取到边沿信号if(TIM_GetITStatus(AM2320_SDA_TIM_TIMx, AM2320_SDA_TIM_IT_CC)!=RESET){//清除中断TIM_ClearITPendingBit(AM2320_SDA_TIM_TIMx, AM2320_SDA_TIM_IT_CC);//重置定时器AM2320_SDA_TIM_TIMx->CNT = 0;switch(p_am2320->read_step){	case AM2320_READ_WAIT_TREH://80us低电平完成,开始80us高电平//确认读取到了高电平if(AM2320_SDA_IN() == Bit_SET){//进入等待传输开始p_am2320->read_step = AM2320_READ_WAIT_TDATA;//设置为上升沿捕获Am2320_SetTimPolarity(TIM_ICPolarity_Falling);//设置超时时间:80us: 80us信号低电平时间Am2320_SetTimOverValue(85+20);//最长85us+20us富余//读取到数据，指示点亮表示开始读取数据DigitalLed_SetAnimation(ANIMATION_DOT);}break;case AM2320_READ_WAIT_TDATA://80us高电平完成，开始50us低电平与信号电平时间//确认读取到了高电平if(AM2320_SDA_IN() == Bit_RESET){//开始数据传输p_am2320->read_step = AM2320_READ_WAIT_DATA;//设置为上升沿捕获Am2320_SetTimPolarity(TIM_ICPolarity_Falling);//设置超时时间:150us: '0'/'1'的高电平时间(75us) + 50us的低电平时间 + 20us富余Am2320_SetTimOverValue(55+75+20);}break;case AM2320_READ_WAIT_DATA://确认读取到了低电平if(AM2320_SDA_IN() == Bit_RESET){//获取当前的耗时uint16_t rm_cnt = 0;switch(AM2320_SDA_TIM_CC){case TIM_Channel_1: rm_cnt = TIM_GetCapture1(AM2320_SDA_TIM_TIMx); break;case TIM_Channel_2: rm_cnt = TIM_GetCapture2(AM2320_SDA_TIM_TIMx); break;case TIM_Channel_3: rm_cnt = TIM_GetCapture3(AM2320_SDA_TIM_TIMx); break;case TIM_Channel_4: rm_cnt = TIM_GetCapture4(AM2320_SDA_TIM_TIMx); break;default:break;}//当前需要写入的位uint8_t byte = p_am2320->data_index / 8;uint8_t bit = p_am2320->data_index % 8;//判断是否为低电平时间if(rm_cnt > (50 + 68))//50us+'1'的最小时间68usp_am2320->data[byte] |= (uint8_t)0x01 << (7-bit);//判断是否读取到5个字节的数据读取到所有的数据if(++p_am2320->data_index >= 5*8){p_am2320->last_err = AM2320_ERR_NONE;//读取结束Am2320_ReadEnd(p_am2320);}}break;default:break;}}
}

以上就是所有相关代码了。

使用步骤：

        1： Am2320_Init(); //初始化IO

        2:   Am2320_ReadStart(&am2320); //发起读取

        3:   如若一切正常则会将读取到的温湿度数据跟新至 am2320结构体中