FPGA aht20采集温湿度

### FPGA与AHT20传感器进行温湿度数据采集

#### Verilog代码实现
为了在FPGA上实现AHT20温湿度数据采集，可以采用如下Verilog代码结构：

module aht20_data_collection (
    input wire clk,
    input wire rst_n,
    input wire din_vld, // 输入有效信号
    output reg [19:0] humi_data, // 湿度输出寄存器
    output reg [19:0] temp_data  // 温度输出寄存器
);

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
        humi_data <= 20'b0;
        temp_data <= 20'b0;
    end else if (din_vld) begin
        humi_data <= (data_r[39:20]*100>>20);
        temp_data <= (data_r[19:0]*200>>20)-50;
    end else begin
        humi_data <= humi_data;
        temp_data <= temp_data;
    end
end

这段代码展示了如何通过同步触发方式更新温度和湿度的数据[^1]。

对于更精确的数据处理部分，可参照另一种算法来提高精度:

assign humi = ((data[39:20] << 9) +
               (data[39:20] << 8) +
               (data[39:20] << 7) +
               (data[39:20] << 6) +
               (data[39:20] << 5) +
               (data[39:20] << 3)) >> 20;

assign temp = (((data[19:0] << 10) +
                (data[19:0] << 9) +
                (data[19:0] << 8) +
                (data[19:0] << 7) +
                (data[19:0] << 6) +
                (data[19:0] << 4))>> 20 ) - 500;

此段代码利用位移操作实现了更高精度的数值转换[^3].

#### IIC通信协议配置
由于AHT20支持IIC接口通讯，在实际应用中需设置相应的IIC控制器。具体来说，STM32F103可以通过定义引脚连接到AHT20完成硬件搭建，并编写程序初始化IIC总线并发送命令获取测量结果[^2]:

- SCL -> PB6
- SDA -> PB7
- VCC -> 3.3V 或者 5V（取决于具体型号）
- GND -> 地线

#### 测试验证
最后一步是对整个系统的功能进行全面测试。这通常涉及到创建Testbench文件模拟真实环境下的输入条件，观察预期的行为是否正确发生。例如，可以在ModelSim或其他仿真工具里建立一个简单的testbench来进行初步的功能验证[^4].