温湿度传感器SHTC3驱动开发（一）小白也能轻松理解

一 、首先了解设备硬件原理图

首先在公司干活，要你开发一个设备驱动，那你的老大必须得给你的东西如下：

1. 开发板主板硬件原理图
2. 驱动设备的硬件原理图
3. 驱动的设备的数据手册（datasheet）
4. 一个硬件正常的开发板
5. 一个正常的要驱动的设备
6. 一份demo驱动代码（一些厂家可能没有linux驱动代码，只有stm32的,这个就会稍微麻烦一点）

好了，现在清算一下，除了第6个，如果缺胳膊少腿儿的，你直接找老大要就完事了，不要怕，直接要

打开主板硬件原理图

找到和温湿度传感器相关部分，可以看到温湿度传感器接在J25口上，并且看到是I2C2_SDA和I2C2_SCL,可以确定的是该设备走的i2c协议，并且是i2c2（通常情况下是i2c2，但是由于我们硬件工程师命名和原厂定义有出入，其实对应的是i2c0）。

到这里我们可以知道两个信息，一个是该设备驱动走的是i2c协议，且是接入的i2c2。

打开温湿度硬件原理图

其实这上面没有什么关键信息，不过做开发肯定是得看一眼，结合温湿度传感器datasheet可知其实温湿度传感器设备有四根线，从datasheet上也可以看到，分别是电源线 时钟线 数据线 接地。

二、打开温湿度传感器datasheet

浏览可以得到一个大概信息，SHTC3是一个可以检测温度和湿度的传感器，
温度范围 -40℃~125℃
湿度范围 0%~100%
工作电压 1.6v~3.6v
通讯方式 i2c
时钟频率 三种模式分别是 0 ~ 100kHz 0 ~ 400kHz 0 ~ 1000kHz

找到如下几个关键信息

温湿度设备地址和读写命令

在实际的使用过程中，SHTC3的设备地址需要与读写数据/命令方向位组成一个字节同时发送，字节的最低位为读写数据/命令方向位，高7位是SHTC3的设备地址。

如果要通过I2C写数据或命令给SHTC3，在I2C起始信号之后，需要发送“1110 0000”，即0xE0给SHTC3，除了通过高7位“1110 000”的设备地址寻址还通过最低位“0”通知SHTC3接下来是写数据或命令操作。

如果要通过I2C读取SHTC3中的数据，在I2C起始信号之后，需要发送“1110 0001”，即0xE1给SHTC3，除了通过高7位“1110 000”的设备地址寻址还通过最低位“1”通知SHTC3接下来是读取数据的操作。
　　简单来说就是，0xE0表示写数据，0xE1表示读数据。不过这个貌似在linux驱动开发中用不上，可能stm32开发驱动用到。不过当使用逻辑分析仪测试i2c通信是否畅通的时候可以参考，后续会讲解到。

读取温湿度数据

可知，不同的命令，除了获取的数据顺序不一样，还有一个Clock Stretching Enable 和 Disable的区别。

Clock Stretching是时钟拉伸的意思。如果使用Clock Stretching Enable命令的话，那么发送完测量命令之后，在SHTC3测量温度湿度数据的过程中，SHTC3会拉低I2C的时钟线SCL，通过这样来禁止主机发送命令给SHTC3，只有当SHTC3完成温度湿度数据测量时，SHTC3才会释放时钟线SCL。

如果使用Clock Stretching Disable命令的话，在SHTC3测量数据的过程中，SHTC3并不会拉低I2C的时钟线SCL，只是如果主机在SHTC3测量数据的过程中发送命令或数据的时候，SHTC3是不会响应主机的，主机可以通过SHTC3是否有响应信号来判断SHTC3是否完成数据的测量。

从数据手册可知，一个测量周期包概括四个步骤：

1、发送唤醒命令。

2、发送测量命令

3、读取测量完成之后的数据。

4、发送休眠命令。
　　
以上唤醒命令和休眠命令在数据手册中查询。

总结如下：
1、唤醒SHTC3：先发送写入指令（0xE0），再发送唤醒指令高位（0x35）,再发送唤醒指令低位（0x17）。
2、等待唤醒：数据手册上写的最大唤醒时间是240us，等待的时间大于这个就行了。
3、发送采集指令：先发送写入指令（0xE0），再发送采集指令的高位和低位。采集指令有多个，根据需要自行选择。
4、接收数据：发送读取指令（0xE1），连续接收6个字节数据。如果采集的指令是先存温度，那么这6个字节的第1-2个字节就是温度数值，第3个字节是温度校验。第4-5个字节是湿度数值，第6个字节是湿度校验。如果采集的指令是先存湿度，则前3个字节和后3个字节相反。
5、进入睡眠：发送写入指令，再发送睡眠指令进入睡眠。

这里先对命令使用有个大概了解，后续编码时再详细讲解如何使用

三、数据的计算

由shtc3数据手册可知

例如：采集到的湿度数值是0x6501，换算成十进制是25857。
则：湿度 = 100 * 25857 / 65536 = 39.45 （单位：%）
采集到的温度数值是0x6600，换算成十进制是26112。
则：温度 = -45 + 175 * 26112 / 65536 = 24.72 （单位：℃）

四、添加设备树节点

根据以上的信息，可以开始在设备树中添加设备节点了，找到你项目使用的设备树文件，一般路径为 arch/arm/boot/dts/xxx/xxx.dts
我这里开发板对应的是i2c0，所以在dts的i2c0下添加节点,具体如下：

这里有两个要注意的地方
1.为什么是i2c0 ？
上面主板原理图明明写的是I2C2_SDA、I2C2_SCL，这是因为我们硬件工程师命名时没有和原厂保持统一，导致的出入，Domain对应的M几，才是真正对应的哪个i2c。如果你在设备数的i2c2节点下添加，那驱动肯定是不会通的，所以我们开发过程中遇到问题要及时沟通。

2.pinctrl-0怎么配置？
在主板原理图中找I2C2对应的有哪些引脚，可以看到有GPIOZ_0和GPIOZ_1

然后在dts的头文件找到这个文件#include “mesonsm1.dtsi”，打开mesonsm1.dtsi，发现i2c0有三个pinctrl配置，pinctrl2对应的是z0和z1，所以应该选择i2c0_master_pins2。

注意：设备节点中的宏SENSOR_TYPE_TEMPERATURE 需要在头文件中添加<dt-bindings/sensor-dev.h>

添加完设备树之后，编译烧录，启动板子，查看节点是否添加成功，名称是否一致，如下图显示，即表明设备树节点添加成功。

注意：当你准备验证设备节点是否添加成功时，记得一定要把温湿度设备插到主板上，电源供电供上，别只插USB线，忙碌了一大堆，往往基本操作很容易忽略

做完这一步，可以使用逻辑分析仪测试硬件通信是否正常，可参考此文章，后续编写驱动，便不用考虑硬件的问题了。逻辑分析仪的使用

下一篇继续详细讲解i2c协议的驱动编码过程，如果你觉得有用的话，请点个赞吧~
温湿度传感器SHTC3驱动开发（二）小白也能轻松理解