【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

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1. /*
   
2. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（68）
   
3. 实验六十八：BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器（代替BMP085）
   
4. 程序之二，气温、气压与海拔值可以调整并校准
   
5. */
   
6. 
   
7. #include <Wire.h>
   
8. #define BMP180ADD 0x77   
   
9.                                  
   
10. unsigned char OSS;                           
    
11. 
    
12. int ac1;           
    
13. int ac2;           
    
14. int ac3;           
    
15. unsigned int ac4;  
    
16. unsigned int ac5;  
    
17. unsigned int ac6;  
    
18. int b1;            
    
19. int b2;            
    
20. int mb;            
    
21. int mc;            
    
22. int md;            
    
23. float temperature;  
    
24. double pressure;   
    
25. double pressure2;
    
26. long b5;         
    
27. double altitude;  
    
28. 
    
29. 
    
30. 
    
31. void setup()
    
32. {
    
33.   Serial.begin(9600);
    
34.   Wire.begin();
    
35.   OSS = 2;  
    
36.   BMP180start();
    
37. }
    
38. 
    
39. void loop()
    
40. {
    
41.   calculate();
    
42.   show();
    
43.   delay(1000);
    
44. }
    
45. 
    
46. void calculate()
    
47. {
    
48.   temperature = bmp180GetTemperature(bmp180ReadUT());
    
49.   temperature = temperature*0.0137;
    
50.   pressure = bmp180GetPressure(bmp180ReadUP());
    
51.   pressure2 = pressure/115325;
    
52.   pressure2 = pow(pressure2,0.29029496);
    
53.   altitude = 39*(1+pressure2);                           
    
54. }
    
55. 
    
56. 
    
57. void show()
    
58. {
    
59.   Serial.print("气温: ");
    
60.   Serial.print(temperature, 1);                           
    
61.   Serial.println(" C");
    
62.   Serial.print("气压: ");
    
63.   Serial.print(pressure, 0);                              
    
64.   Serial.println(" Pa");
    
65.   Serial.print("海拔:");
    
66.   Serial.print(altitude);
    
67.   Serial.println("m");
    
68. }
    
69. 
    
70. void BMP180start()
    
71. {                     
    
72.   ac1 = bmp180ReadDate(0xAA);                     
    
73.   ac2 = bmp180ReadDate(0xAC);  
    
74.   ac3 = bmp180ReadDate(0xAE);  
    
75.   ac4 = bmp180ReadDate(0xB0);  
    
76.   ac5 = bmp180ReadDate(0xB2);  
    
77.   ac6 = bmp180ReadDate(0xB4);  
    
78.   b1  = bmp180ReadDate(0xB6);  
    
79.   b2  = bmp180ReadDate(0xB8);  
    
80.   mb  = bmp180ReadDate(0xBA);  
    
81.   mc  = bmp180ReadDate(0xBC);  
    
82.   md  = bmp180ReadDate(0xBE);
    
83. }
    
84. 
    
85. short bmp180GetTemperature(unsigned int ut)
    
86. {
    
87.   long x1, x2;
    
88.   x1 = (((long)ut - (long)ac6)*(long)ac5) >> 15;  
    
89.   x2 = ((long)mc << 11)/(x1 + md);               
    
90.   b5 = x1 + x2;                                   
    
91.   return ((b5 + 8)>>4);                           
    
92. }
    
93. 
    
94. long bmp180GetPressure(unsigned long up)
    
95. {
    
96.   long x1, x2, x3, b3, b6, p;
    
97.   unsigned long b4, b7;
    
98.   
    
99.   b6 = b5 - 4000;
    
100. 
     
101.   x1 = (b2 * (b6 * b6)>>12)>>11;
     
102.   x2 = (ac2 * b6)>>11;
     
103.   x3 = x1 + x2;
     
104.   b3 = (((((long)ac1)*4 + x3)<<OSS) + 2)>>2;
     
105.   
     
106.   x1 = (ac3 * b6)>>13;
     
107.   x2 = (b1 * ((b6 * b6)>>12))>>16;
     
108.   x3 = ((x1 + x2) + 2)>>2;
     
109.   b4 = (ac4 * (unsigned long)(x3 + 32768))>>15;
     
110.   
     
111.   b7 = ((unsigned long)(up - b3) * (50000>>OSS));
     
112.   if (b7 < 0x80000000)
     
113.     p = (b7<<1)/b4;
     
114.   else
     
115.     p = (b7/b4)<<1;
     
116.    
     
117.   x1 = (p>>8) * (p>>8);
     
118.   x1 = (x1 * 3038)>>16;
     
119.   x2 = (-7357 * p)>>16;
     
120.   p += (x1 + x2 + 3791)>>4;
     
121.   
     
122.   return p;
     
123. }
     
124. 
     
125. int bmp180Read(unsigned char address)
     
126. {
     
127.   unsigned char data;
     
128.   
     
129.   Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
     
130.   Wire.write(address);
     
131.   Wire.endTransmission();
     
132.   
     
133.   Wire.requestFrom(BMP180ADD, 1);
     
134.   while(!Wire.available());
     
135.    
     
136.   return Wire.read();
     
137. }
     
138. 
     
139. int bmp180ReadDate(unsigned char address)
     
140. {
     
141.   unsigned char msb, lsb;
     
142.   Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
     
143.   Wire.write(address);
     
144.   Wire.endTransmission();
     
145.   Wire.requestFrom(BMP180ADD, 2);
     
146.   while(Wire.available()<2);
     
147.   msb = Wire.read();
     
148.   lsb = Wire.read();
     
149.   return (int) msb<<8 | lsb;
     
150. }
     
151. 
     
152. unsigned int bmp180ReadUT()
     
153. {
     
154.   unsigned int ut;
     
155.   Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
     
156.   Wire.write(0xF4);                       
     
157.   Wire.write(0x2E);                       
     
158.   Wire.endTransmission();  
     
159.   delay(5);                              
     
160.   ut = bmp180ReadDate(0xF6);               
     
161.   return ut;
     
162. }
     
163. 
     
164. unsigned long bmp180ReadUP()
     
165. {
     
166.   unsigned char msb, lsb, xlsb;
     
167.   unsigned long up = 0;
     
168.   
     
169.   Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
     
170.   Wire.write(0xF4);                        
     
171.   Wire.write(0x34 + (OSS<<6));            
     
172.   Wire.endTransmission();
     
173.   delay(2 + (3<<OSS));                     
     
174.   
     
175.   Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
     
176.   Wire.write(0xF6);                        
     
177.   Wire.endTransmission();
     
178.   
     
179.   Wire.requestFrom(BMP180ADD, 3);
     
180.   while(Wire.available() < 3);            
     
181.   msb = Wire.read();
     
182.   lsb = Wire.read();
     
183.   xlsb = Wire.read();
     
184.   up = (((unsigned long) msb << 16) | ((unsigned long) lsb << 8) | (unsigned long) xlsb) >> (8-OSS);//16 to 19 bit
     
185.   return up;
     
186. }
     
187. 
     

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1. /*
   
2. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（68）
   
3. 实验六十八：BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器（代替BMP085）
   
4. 程序之三，温度、实时气压、已知海拔计算的海平面的气压、已知海平面气压计算的高度
   
5. 只是算法有点烂，做做实验而已
   
6. */
   
7. 
   
8. #include <SFE_BMP180.h>
   
9. #include <Wire.h>
   
10. 
    
11. SFE_BMP180 pressure;
    
12. 
    
13. #define ALTITUDE 255.0
    
14. 
    
15. unsigned long gpstimes;
    
16. 
    
17. void setup()
    
18. {
    
19. Serial.begin(9600);
    
20. 
    
21. pressure.begin();
    
22. 
    
23. }
    
24. 
    
25. void loop()
    
26. {
    
27. gpstimes=millis();
    
28. 
    
29. char status;
    
30. double T,P,p0,a;
    
31. 
    
32. status = pressure.startTemperature();
    
33. delay(status);
    
34. status = pressure.getTemperature(T);
    
35. delay(status);
    
36. 
    
37. Serial.print("temperature: ");
    
38. Serial.print(T,2);
    
39. Serial.println(" deg C, ");
    
40. 
    
41. 
    
42. 
    
43. status = pressure.startPressure(3);
    
44. delay(status);
    
45. 
    
46. status = pressure.getPressure(P,T);
    
47. 
    
48. // Print out the measurement:
    
49. Serial.print("absolute pressure A: ");
    
50. Serial.print(P,2);
    
51. Serial.println(" mb, ");
    
52. 
    
53. p0=1013.2;
    
54. 
    
55. a = pressure.altitude(P,p0);
    
56. Serial.print("computed altitude A: ");
    
57. Serial.print(a,0);
    
58. Serial.println(" meters, ");
    
59. 
    
60. T=25.00;
    
61. status = pressure.getPressure(P,T);
    
62. 
    
63. Serial.print("absolute pressure B: ");
    
64. Serial.print(P,2);
    
65. Serial.println(" mb, ");
    
66. 
    
67. p0=1013.2;
    
68. 
    
69. a = pressure.altitude(P,p0);
    
70. Serial.print("computed altitude B: ");
    
71. Serial.print(a,0);
    
72. Serial.println(" meters, ");
    
73. 
    
74. gpstimes=millis()-gpstimes;
    
75. Serial.print("gpstimes=");
    
76. Serial.println(gpstimes);
    
77. Serial.println();
    
78. delay(2000);
    
79. }
    

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实验六十九： AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块 IIC

AT24C256
是ATMEL公司256kbit串行电可擦的可编程只读存储器，8引脚双排直插式封装，具有结构紧凑、存储容量大等特点，可以在2线总线上并接4片该IC，特别适用于具有高容量数据储存要求的数据采集系统。AT24C256采用SOP-8封装。

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芯片参数
芯片有3种工作电压；
　　5.0V（VCC=4.5V～5.5V）
　　2.7V（VCC=2.7V～5.5V）
　　1.8V（VCC=1.8V～3.6V）
特性：
　　内部可以组成32k×8存储单元
　　2线串行接口
　　斯密特触发，滤波输入抑制噪声
　　双向数据传送协议
　　硬件写保护引脚和软件数据保护功能
　　具有64字节页写模式

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A0、A1：地址选择输入端。在串行总线结构中，可以连接4个AT24C256IC。用A0、A1来区分各IC。A0、A1悬空时为0。
SCL：串行时钟输入。上升沿将SDA上的数据写入存储器，下降沿从存储器读出数据送SDA上。
SDA：双向串行数据输入输出口。用于存储器与单片机之间的数据交换。
WP：写保护输入。此引脚与地相连时，允许写操作；与VCC相连时，所有的写存储器操作被禁止。如果不连，芯片内部下拉到地。
VCC：电源。
GND：地。
NC：空。

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AT24C256的工作原理
AT24C256内部有512页，每一页为64字节，任一单元的地址为15位。地址范围0000H～7FFFH。
芯片工作状态
1）时钟和数据传送
一般情况下，SDA被外部的设备拉到高，只有当SCL为低电平时，SDA上的数据变化，表示要传送数据。SCL为高时SDA变化表示状态变化。
2）开始状态（START）
当SCL为高时，SDA由高到低表示数据传送开始，这一状态必须在所有命令之前。
3）结束状态（STOP）
当SCL为高时，SDA由低到高表示数据传送结束状态。
4）应答状态（ACK）
所有的地址和数据都是以8位的形式串行传送给存储器或从存储器读出的。存储器在第9个时钟周期SDA发零信号表示已经收到8位数据。见图总线协议图。

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AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块

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1.板载芯片AT24C256进口芯片；
2.板载I2C通讯所需的上拉电阻；
3.所有管脚均引出并标注；
4.PCB板子尺寸：1.9(CM)x1.1(CM)

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模块电原理图

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1. /*
   
2. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（69）
   
3. 实验六十九： AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块
   
4. */
   
5. 
   
6. #include <Wire.h>
   
7. 
   
8. #define ADDRESS_AT24C256 0x50
   
9. 
   
10. word wordAddress = 0x0F00;
    
11. char str[] = "This is ZLBG.";
    
12. byte buffer[30];
    
13. 
    
14. int i;
    
15. 
    
16. void setup()
    
17. {
    
18.     Wire.begin();
    
19.     Serial.begin(9600);
    
20. 
    
21.     //write
    
22.     Wire.beginTransmission(ADDRESS_AT24C256);
    
23.     Wire.write(highByte(wordAddress));
    
24.     Wire.write(lowByte(wordAddress));
    
25.     for (i = 0; i < sizeof(str); i++)
    
26.     {
    
27.         Wire.write(byte(str[i]));
    
28.     }
    
29.     Wire.endTransmission();   
    
30. 
    
31.     delay(10);
    
32. }
    
33. 
    
34. void loop()
    
35. {
    
36.    
    
37.     Wire.beginTransmission(ADDRESS_AT24C256);
    
38.     Wire.write(highByte(wordAddress));
    
39.     Wire.write(lowByte(wordAddress));
    
40.     Wire.endTransmission();
    
41.     Wire.requestFrom(ADDRESS_AT24C256, sizeof(str));
    
42.     if(Wire.available() >= sizeof(str))
    
43.     {
    
44.         for (i = 0; i < sizeof(str); i++)
    
45.         {
    
46.             buffer[i] = Wire.read();
    
47.         }
    
48.     }
    
49. 
    
50.    
    
51.     for(i = 0; i < sizeof(str); i++)
    
52.     {
    
53.         Serial.print(char(buffer[i]));
    
54.     }
    
55.     Serial.println();
    
56. 
    
57.     delay(2000);
    
58. }

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1. /*
   
2. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（69）
   
3. 实验六十九： AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块
   
4. 程序之二
   
5. */
   
6. 
   
7. #include <Wire.h>
   
8. #define EEPROM_ADDR 0x50     
   
9.       
   
10. void setup()
    
11. {
    
12.   Wire.begin();                        
    
13.   Serial.begin(9600);
    
14. 
    
15.   // TESTS FOR EACH FUNCTION BEGIN HERE
    
16.   Serial.println("Writing Test:");
    
17.   for (int i=0; i<20; i++){            
    
18.     i2c_eeprom_write_byte(EEPROM_ADDR,i,i+65);   
    
19.     Serial.print(". ");
    
20.     delay(10);                        
    
21.   }
    
22.   Serial.println("");
    
23.   delay(500);
    
24. 
    
25.   Serial.println("Reading Test:");
    
26.   for (int i=0; i<20; i++){            
    
27.     Serial.write(i2c_eeprom_read_byte(EEPROM_ADDR, i));
    
28.     Serial.print(" ");
    
29.   }
    
30. 
    
31.   byte PageData[30];                  
    
32.   byte PageRead[30];                  
    
33.   for (int i=0; i<30; i++){            
    
34.     PageData[i] = 0;
    
35.     PageRead[i] = 0;
    
36.   }
    
37.   Serial.println("");
    
38.   for (int i=0; i<30; i++) PageData[i] = i+33;  
    
39.   Serial.println("Writing Page Test:");
    
40.   i2c_eeprom_write_page(EEPROM_ADDR, 100, PageData, 28 );
    
41.   Serial.println("Reading Page Test:");
    
42.   i2c_eeprom_read_buffer( EEPROM_ADDR, 100, PageRead, 28);
    
43.   for (int i=0; i<28; i++){
    
44.     Serial.write(PageRead[i]);   
    
45.     Serial.print(" ");
    
46.   }
    
47. }
    
48. 
    
49. void loop()
    
50. {
    
51. }
    
52. 
    
53. void i2c_eeprom_write_byte( int deviceaddress, unsigned int eeaddress, byte data )
    
54. {
    
55.   int rdata = data;
    
56.   Wire.beginTransmission(deviceaddress);
    
57.   Wire.write((int)(eeaddress >> 8));   
    
58.   Wire.write((int)(eeaddress & 0xFF));  
    
59.   Wire.write(rdata);
    
60.   Wire.endTransmission();
    
61. }
    
62. 
    
63. 
    
64. void i2c_eeprom_write_page
    
65. ( int deviceaddress, unsigned int eeaddresspage, byte* data, byte length )
    
66. {
    
67.   Wire.beginTransmission(deviceaddress);
    
68.   Wire.write((int)(eeaddresspage >> 8));
    
69.   Wire.write((int)(eeaddresspage & 0xFF));
    
70.   byte c;
    
71.   for ( c = 0; c < length; c++)
    
72.     Wire.write(data[c]);
    
73.   Wire.endTransmission();
    
74.   delay(10);                           
    
75. }
    
76. 
    
77. byte i2c_eeprom_read_byte( int deviceaddress, unsigned int eeaddress )
    
78. {
    
79.   byte rdata = 0xFF;
    
80.   Wire.beginTransmission(deviceaddress);
    
81.   Wire.write((int)(eeaddress >> 8));   
    
82.   Wire.write((int)(eeaddress & 0xFF));  
    
83.   Wire.endTransmission();
    
84.   Wire.requestFrom(deviceaddress,1);
    
85.   if (Wire.available()) rdata = Wire.read();
    
86.   return rdata;
    
87. }
    
88. 
    
89. void i2c_eeprom_read_buffer( int deviceaddress, unsigned int eeaddress, byte *buffer, int length )
    
90. {
    
91.   Wire.beginTransmission(deviceaddress);
    
92.   Wire.write((int)(eeaddress >> 8));   
    
93.   Wire.write((int)(eeaddress & 0xFF));  
    
94.   Wire.endTransmission();
    
95.   Wire.requestFrom(deviceaddress,length);
    
96.   
    
97.   for ( int c = 0; c < length; c++ )
    
98.     if (Wire.available()) buffer[c] = Wire.read();
    
99. }

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