AS6221EvalKit：精度最高的數字溫度傳感器開發使用
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1 硬件介紹
AS6221 是市場上精度最高的數字溫度傳感器系統（+/- 0.09℃）。它具備完整的數字化系統，可以快速準確的獲取測試位置的溫度信息，準確的還原溫度值并且通過標準I2C接口輸出?？蓪崿F理想的健康溫度監測，或應用于各種恒溫場景的溫度監控。
● 超高的測量精度±0.09℃（20℃至42℃）
● 超低功耗（6μA@4Hz/0.1μA@Standby）
● 支持電池供電的使用場景
● 支持預警模式，可以靈活設置閾值，實現精確的溫度監控高集成化設計，設計靈活
● 集成完整的數字模塊，支持標準IIC 通訊模式
● 支持8 組IIC 地址，可以多顆器件系統配合使用小尺寸，使用簡單
● 產線完整單體一致性測試，無需標定/ 校準·WLCSP 封裝，尺寸：1.5×1.0 mm
1.1 AS6221內部架構
AS6221是完整的高精度數字溫度傳感器系統。它由一個硅基雙極溫度傳感器模擬前端、一個ADC和一個數字傳感器組成，通過IIC通信數字總線與其他設備通訊。器件支持多路IIC地址設定，支持中斷預警模式。
2 硬件連接
2.1 開發板選擇(PB_03F_kit)
PB_03F_kit開發板的IIC硬件介紹如下：硬件支持2路I2C，可配置MASTER或SLAVE。
硬件TX FIFO 深度8 字節，硬件RX FIFO 深度8字節。
PCLK 時鐘等于HCLK，可分頻，不建議分頻。當系統休眠時，I2C 信息會丟失，喚醒后需要重新配置。
所有可fmux 的 IO 都可以復用為I2C。I2C 使用時需要接上拉電阻，比如2.2 kΩ或4.7 kΩ。
FULLMUX 模式（FULLMUX 是指將GPIO 復用為其他模塊引腳）：
除TEST_MODE、P16、P17、P1 之外的其他GPIO都支持GPIO FULLMUX 功能，可根據應用GPIO 配置為UART，I2C、PWM 等功能。
2.2 連接方式(IIC通訊模式 / 數據解析)
2.2.1 AS6221 Eval Kit 模塊引腳介紹：
Pin符號說明備注
注：不要將引腳5接到VSS，此引腳只用于ALERT功能
2.2.2 I2C地址選擇方式：
使用跳線帽設置I2C 的地址，且兩個位置的跳線帽不能打開。
配置方式如下所示：
2.2.3 MCU與模塊連接方式：
SDA->P33
CLK->P34
ALERT警報功能未使用，不連接。（根據實際情況自行配置）
2.2.4 模塊輸出數據解析
1. TVAL（0×0 寄存器地址）：當前獲取的溫度值。
2. CONFIG（0×1 寄存器地址）：當前配置的相關信息。
3. TLOW（0×2 寄存器地址）：溫度下限警報值。
4. THIGH（0×3 寄存器地址）：溫度上限警報值。
?溫度值TVAL數據解析
為獲取模塊的溫度值，需要讀取TVAL（0×0 寄存器地址）的值，輸出的溫度數值為2 字節數據（例：0×b,0×22）
LSB = (1 / 128)℃ = 0.0078125 ℃
實際數值=讀取到的數值* LSB = 2850(0×b22[hex]) * LSB ≈ 22.265 ℃
?配置CONFIG數據解析
例：獲取的數據為0×40，0×20；即0100 0000 0010 0000。
根據下表，可知每位代表的含義，以及是否可修改相關屬性；
?TLOW / THIGHT數據解析
例：TLOW獲取的值為0×25,0×80；即75℃。THIGHT獲取的值為0×28 0×00；即80℃
若要使用TLOW，THIGHT；需配置ALERT中斷引腳，相關轉換過程如下。
3 代碼編寫
修改跳線帽位置使從機（模塊）I2C 地址如“上圖”的第一種方式（0×44）
主要代碼如下：
i2c_demo.c 代碼如下:
view plaincopy to clipboardprint?
1. #include “OSAL.h”
2. #include “i2c_demo.h”
3. #include “log.h”
4.
5. #include “gpio.h”
6. #include “clock.h”
7.
8. #include “pwrmgr.h”
9. #include “error.h”
10. #include “key.h”
11.
12. #include “fl ash.h”
13. #include “i2c.h”
14.
15.
16. #include “pwrmgr.h”
17. #include “error.h”
18.
19.
20. #define I2C_MASTER_SDA P33
21. #define I2C_MASTER_CLK P34
22.
23. #define slave_i2c_addr 0x44 // 從機設備地址
24. #define Tval_ADDR 0 // 溫度寄存器的地址
25. #define Config_ADDR 1
26. #define Tlow_ADDR 2
27. #define Thight_ADDR 3
28.
29. static void* master_pi2c;
30. static uint8_t i2c_TaskID;
31.
32. #define I2C_MASTER_RX_DATA_LEN 2
33.
34. uint8 I2C_RX_data[I2C_MASTER_RX_DATA_LEN]= {0}; // 接收溫度數據
35. uint8 I2C_Config_data[I2C_MASTER_RX_DATA_LEN]= {0};
36. uint8 I2C_Tlow_data[I2C_MASTER_RX_DATA_LEN]= {0};
37. uint8 I2C_Thight_data[I2C_MASTER_RX_DATA_LEN]= {0};
38.
39. // 從I2C 從設備讀取數據
40. static int I2CRead(void* pi2c, uint8* data,uint8 len,uint8 slave_addr,uint8 Addr)
41. {
42. int ret ;
43. ret=hal_i2c_read(pi2c,slave_addr,Addr,data,len);
44.
45. return ret;
46. }
47.
48. // 初始化I2C
49. void I2c_Demo_Init(uint8 task_id)
50. {
51. i2c_TaskID = task_id;
52. LOG(“i2c demo start...rn”);
53. // 初始化SDA CLK 相關引腳(Input / 上拉)
54. hal_gpio_pin_init(I2C_MASTER_SDA,IE);
55. hal_gpio_pin_init(I2C_MASTER_CLK,IE);
56. hal_gpio_pull_set(I2C_MASTER_SDA,STRONG_PULL_UP);
57. hal_gpio_pull_set(I2C_MASTER_CLK,STRONG_PULL_UP);
58. hal_i2c_pin_init(I2C_0, I2C_MASTER_SDA, I2C_MASTER_CLK); // 開啟硬件I2C_0
59. master_pi2c=hal_i2c_init(I2C_0,I2C_CLOCK_400K);
60.
61. if(master_pi2c==NULL)
62. {
63. LOG(“I2C master init failrn”);
64. }
65. else
66. {
67. LOG(“I2C master init OKrn”);
68. }
69. osal_start_timerEx(i2c_TaskID, KEY_I2C_READ_DATA_EVT, 10);
70. }
71.
72. // 任務進程
73. uint16 I2c_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16events )
74. {
75. if(task_id != i2c_TaskID)
76. {
77. return 0;
78. }
79.
80. if( events & KEY_I2C_READ_DATA_EVT)
81. {
82. uint8_t Tval,Config,Tlow,Thight;
83.
84. // 將獲取到的數據，保存到相關數組中
85. Tval = I2CRead(master_pi2c,I2C_RX_data,I2C_MASTER_RX_DATA_LEN,slave_i2c_addr,Tval_ADDR);
86. Config = I2CRead(master_pi2c,I2C_Config_data,I2C_MASTER_RX_DATA_LEN,slave_i2c_addr,Config_ADDR);
87. Tlow = I2CRead(master_pi2c,I2C_Tlow_data,I2C_MASTER_RX_DATA_LEN,slave_i2c_addr,Tlow_ADDR);
88. Thight = I2CRead(master_pi2c,I2C_Thight_data,I2C_MASTER_RX_DATA_LEN,slave_i2c_addr,Thight_ADDR);
89.
90.
91. if(Tval==PPlus_SUCCESS)
92. {
93. LOG(“I2C_Tval_data=[“);
94.
95. for(uint8 i=0; i<I2C_MASTER_RX_DATA_LEN; i++)
96. {
97. LOG(“0x%x,”,I2C_RX_data[i]);
98. }
99.
100. LOG(“]rn”);
101.
102.
103. LOG(“I2C_Config_data=[“);
104.
105. for(uint8 i=0; i<I2C_MASTER_RX_DATA_LEN; i++)
106. {
107. LOG(“0x%x,”,I2C_Config_data[i]);
108. }
109.
110. LOG(“]rn”);
111.
112. LOG(“I2C_Tlow_data=[“);
113.
114. for(uint8 i=0; i<I2C_MASTER_RX_DATA_LEN; i++)
115. {
116. LOG(“0x%x,”,I2C_Tlow_data[i]);
117. }
118.
119. LOG(“]rn”);
120.
121.
122. LOG(“I2C_Thight_data=[“);
123.
124. for(uint8 i=0; i<I2C_MASTER_RX_DATA_LEN; i++)
125. {
126. LOG(“0x%x,”,I2C_Thight_data[i]);
127. }
128.
129. LOG(“]rn”);
130.
131. //1000ms 獲取一次數據
132. osal_start_timerEx(i2c_TaskID, KEY_I2C_READ_DATA_EVT, 1000);
133. }
134.
135. return (events ^ KEY_I2C_READ_DATA_EVT);
136. }
137.
138. LOG(“NO Datarn”);
139.
140. return 0;
141. }
3.1 獲取的各個寄存器的原始數據，如下圖所示
3.2 對數據進行處理，并輸出
view plaincopy to clipboardprint?
1.數據處理后的相關代碼：
2.
3. if( events & KEY_I2C_READ_DATA_EVT)
4. {
5. uint8_t Tval;
6.
7. // 將獲取到的數據，保存到相關數組中
8. Tval = I2CRead(master_pi2c,I2C_RX_data,I2C_MASTER_RX_DATA_LEN,slave_i2c_addr,Tval_ADDR);
9.
10. if(Tval==PPlus_SUCCESS)
11. {
12.
13. // 轉換后的數據
14. char Rx[4];
15. sprintf(Rx,”%02x%02x”,I2C_RX_data[0],I2C_RX_data[1]);
16. char *endptr;
17. long int Data = strtol(Rx, &endptr, 16);
18. double T = (double)Data * 0.0078125;
19.
20. usart_printf(“T = %.3frn”,T); // 串口輸出溫度數據
21.
22. //500ms 獲取一次數據
23. osal_start_timerEx(i2c_TaskID, KEY_I2C_READ_DATA_EVT, 500);
24. }
25.
26. return (events ^ KEY_I2C_READ_DATA_EVT);
27. }
28.
29. return 0;
30. }
31.
32.
33. 部分代碼的實現：
34.
35. #include <stdarg.h>
36.
37. void usart_printf(char *format,...)
38. {
39. char String[100]; // 定義輸出字符串
40. va_list arg; // 定義一個參數列表變量va_list 是一個類型名，arg 是變量名
41. va_start(arg,format); / / 從format 位置開始接收參數表放在arg 里面
42.
43. //sprintf 打印位置是String，格式化字符串是format，參數表是arg，對于封裝格式sprintf要改成vsprintf
44. vsprintf(String,format,arg);
45.
46. va_end(arg); // 釋放參數表
47. hal_uart_send_buff (UART0, (uint8_t*)String,strlen(String)); //uart.c 的函數
48.
49. }
輸出當前室內溫度數據：
當手緊握模塊時，溫度迅速上升：
（本文來源于《EEPW》202509）
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