BMP180氣壓傳感器詳解與示例（STM32 附帶源碼）
- 簡介
- 工作模式
- 校準數值
- 測試流程
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- 第一步：微處理器讀取校準數值
- 第二步：讀取溫度、氣壓初始值
- 第三步：計算溫度、氣壓
- 第四步：計算海拔高度
- 測試結果
- 擷取工程源碼
簡介
BMP180是一款高精度的氣壓傳感器，具有低功耗、低噪聲等特點，廣泛使用在氣壓、海拔測量。其内部附帶溫度傳感器，可對氣壓測量值進行補償，使用I2C通信方式。此次用到的器件有：STM32最小系統闆、BMP180氣壓傳感器子產品。
工作模式
BMP180共有四種工作模式，每種模式有不同的采樣數量、轉換速度和噪聲等參數的不同。可以通過寫入ctrl_meas寄存器來設定模式，預設為第一個ultra low power超低功耗。
校準數值
BMP180的氣壓和溫度數值并不是可以直接讀取的，每個不同的傳感器中，都有自己獨特的校準數值，存儲在内置的E2PROM存儲器中。當微處理器讀取傳感器的原始溫度和氣壓數值後，再根據E2PROM中的校準數值進行轉換，才能得到真正的溫度、氣壓資料。每個校準數值的存儲位置如下，微處理器通過這些位址讀取校準數值。
測試流程
工程建立非常簡單，使用STM32CubeMX直接生成，隻用到了I2C通信和序列槽顯示結果。配置圖如下
第一步：微處理器讀取校準數值
把16位的校準數值讀取到微處理器中，可以看到一共有11個數值。需要注意的是高位存儲在MSB位址，低位存儲在LSB位址。例如數值AC1，高八位存儲在0xAA位址，低八位存儲在0xAB位址。
void bmp180_get_cal_param(){
bmp_param.AC1 = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[0],EEPROM_ADDR_LSB[0]);
bmp_param.AC2 = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[1],EEPROM_ADDR_LSB[1]);
bmp_param.AC3 = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[2],EEPROM_ADDR_LSB[2]);
bmp_param.AC4 = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[3],EEPROM_ADDR_LSB[3]);
bmp_param.AC5 = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[4],EEPROM_ADDR_LSB[4]);
bmp_param.AC6 = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[5],EEPROM_ADDR_LSB[5]);
bmp_param.B1 = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[6],EEPROM_ADDR_LSB[6]);
bmp_param.B2 = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[7],EEPROM_ADDR_LSB[7]);
bmp_param.MB = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[8],EEPROM_ADDR_LSB[8]);
bmp_param.MC = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[9],EEPROM_ADDR_LSB[9]);
bmp_param.MD = Reg_Read16(EEPROM_ADDR_MSB[10],EEPROM_ADDR_LSB[10]);
}
第二步：讀取溫度、氣壓初始值
溫度初始值讀取步驟：（1）往寄存器0xf4寫入0x2e，等待4、5ms；（2）讀0xf6（高八位）和0xf7（低八位）兩個寄存器；（3）進行換算: UT=MSB <<8 +LSB。
氣壓初始值讀取步驟：（1）往寄存器0xf4寫入0x34（如果不是預設的工作模式，需要加上oss左移六位的結果，oss為設定工作模式的寄存器0xf4的bit7、bit6位），等待4、5ms；（2）讀0xf6（16-23位）、0xf7（8-15位）和0xf8（0-7位）三個寄存器；（3）進行換算: UP=MSB <<16 + LSB<<8 + XLSB >> (8-oss(這個同溫度初始值讀取一樣))。
UT讀取
uint8_t data = 0x2e;
HAL_I2C_Mem_Write (&hi2c1 ,DEVICE_ADDER ,CTRL_MEAS ,1,&data ,1,1000);
HAL_Delay(10);
int32_t UT = Reg_Read16(0xf6,0xf7);
UP讀取
data = 0x34;
HAL_I2C_Mem_Write (&hi2c1 ,DEVICE_ADDER ,CTRL_MEAS ,1,&data ,1,1000);
HAL_Delay(10);
int32_t UP = Reg_Read32(0xf6,0xf7,0xf8) >> 8 ;
第三步：計算溫度、氣壓
根據第一步讀出來的校準系數和第二步讀出來的UT、UP進行換算，最後得出來的T（溫度，每個數值代表0.1攝氏度），p（氣壓，每個數值代表1帕）。具體過程如下圖
溫度換算
int32_t X1 = (UT-bmp_param.AC6)* bmp_param.AC5 >> 15;
int32_t X2 = (bmp_param.MC << 11) / (X1 + bmp_param.MD);
int32_t T = (X1 + X2 +8) >> 4 ;
氣壓換算（比較複雜）
int32_t B6 = X1 + X2 - 4000;
X1 = (B6 * B6 >> 12) * bmp_param.B2 >> 11;
X2 = bmp_param.AC2 * B6 >> 11;
int32_t X3 = X1 + X2;
int32_t B3 = (((bmp_param.AC1 << 2) + X3) + 2) >> 2;
X1 = bmp_param.AC3 * B6 >> 13;
X2 = (B6 * B6 >> 12) * bmp_param.B1 >> 16;
X3 = (X1 + X2 + 2) >> 2;
uint32_t B4 = bmp_param.AC4 * (uint32_t)(X3 + 32768) >> 15;
uint32_t B7 = ((uint32_t)UP - B3) * 50000;
int32_t p;
if(B7 < 0x80000000){
p = (B7 << 1) / B4;
}else{
p = B7/B4 << 1;
}
X1 = (p >> 8) * (p >> 8);
X1 = (X1 * 3038) >> 16;
X2 = (-7375 * p) >> 16;
p = p + ((X1 + X2 + 3791) >> 4);
第四步：計算海拔高度
根據手冊提供公式，可以根據氣壓計算出海拔高度，但此式過于複雜。
在3000M範圍内，每升高12M，大氣壓減小1mmHg，大約133Pa。0海拔高度大約是101325 pa，是以據此可以進行簡單近似的計算：altitude = (101325 - p) /133 * 12。
測試結果
不同樓層的高度
這是最低功耗，也是精度最低的工作模式。可以看見精度并不是非常的高，但可以滿足一般測量。如需要精度高的測量可以試一下其它工作模式。
擷取工程源碼
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