温湿度传感器应用实践：与STM32F103C8T6结合实现环境监测功能

# 2.1 STM32F103C8T6简介

### 2.1.1 芯片架构和特性

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器。它具有以下主要特性：

- 72MHz工作频率
- 64KB闪存和20KB SRAM
- 2个12位ADC，共16个通道
- 3个定时器，支持PWM、捕获和比较功能
- 2个UART接口和1个SPI接口
- 1个I²C接口和1个CAN接口

### 2.1.2 外围接口和功能

STM32F103C8T6提供了丰富的外围接口和功能，包括：

- GPIO端口：54个GPIO引脚，可配置为输入、输出、中断等功能
- 定时器：3个16位定时器，支持PWM、捕获和比较功能
- ADC：2个12位ADC，共16个通道，支持单次和连续转换
- UART：2个UART接口，支持异步和同步通信
- SPI：1个SPI接口，支持主从模式和多主模式
- I²C：1个I²C接口，支持标准模式和快速模式
- CAN：1个CAN接口，支持2.0A和2.0B协议

# 2. 温湿度传感器与STM32F103C8T6结合

### 2.1 STM32F103C8T6简介

#### 2.1.1 芯片架构和特性

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的32位微控制器。其主要特性包括：

- 72MHz主频
- 64KB Flash存储器
- 20KB SRAM
- 2个12位ADC
- 3个定时器
- 1个UART
- 1个SPI
- 1个I2C

#### 2.1.2 外围接口和功能

STM32F103C8T6提供丰富的外围接口，包括：

- GPIO：54个可配置为输入、输出或模拟输入的通用输入/输出引脚
- ADC：两个12位ADC，共16个通道，支持单次和连续转换
- 定时器：三个16位定时器，支持捕获、比较、PWM等功能
- UART：一个全双工UART，支持8位数据位和奇偶校验
- SPI：一个全双工SPI，支持主从模式和多主模式
- I2C：一个全双工I2C，支持标准模式和快速模式

### 2.2 温湿度传感器接口与连接

#### 2.2.1 传感器选型和参数

温湿度传感器有多种类型，如电容式、电阻式、红外式等。根据应用场景和精度要求，选择合适的传感器。

常见的温湿度传感器参数包括：

- 测量范围：传感器可测量的温度和湿度范围
- 精度：传感器的测量精度，以百分比表示
- 分辨率：传感器可分辨的最小温湿度变化
- 响应时间：传感器对温湿度变化的响应速度

#### 2.2.2 电路连接和布线

温湿度传感器与STM32F103C8T6的连接方式取决于传感器的类型和接口。

对于I2C接口的传感器，需要连接以下引脚：

- 传感器SCL引脚连接到STM32F103C8T6的PB6引脚
- 传感器SDA引脚连接到STM32F103C8T6的PB7引脚

对于SPI接口的传感器，需要连接以下引脚：

- 传感器SCK引脚连接到STM32F103C8T6的PA5引脚
- 传感器MISO引脚连接到STM32F103C8T6的PA6引脚
- 传感器MOSI引脚连接到STM32F103C8T6的PA7引脚

对于模拟接口的传感器，需要连接以下引脚：

- 传感器输出引脚连接到STM32F103C8T6的ADC通道引脚

具体连接方式请参考传感器和STM32F103C8T6的数据手册。

# 3. 温湿度数据采集与处理

### 3.1 数据采集原理和方法

#### 3.1.1 传感器数据读取

温湿度传感器通过I2C接口与STM32F103C8T6连接，数据采集过程主要涉及以下步骤：

1. **初始化I2C接口：**配置I2C时钟、数据引脚和中断。
2. **发送从机地址：**向传感器发送从机地址（0x40），进入写模式。
3. **写入寄存器地址：**向传感器写入寄存器地址（0x00），指定要读取的数据类型。
4. **切换为读模式：**向传感器发送从机地址（0x41），进入读模式。
5. **读取数据：**从传感器读取温湿度数据（2字节）。

#include "stm32f10x_i2c.h"

void read_sensor_data(uint8_t *data) {
  // 初始化I2C接口
  I2C_InitTypeDef i2c_init;
  i2c_init.I2C_ClockSpeed = 100000;
  I2C_Init(I2C1, &i2c_init);

  // 发送从机地址（写模式）
  I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
  while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
  I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0x40, I2C_Direction_Transmitter);
  while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

  // 写入寄存器地址
  I2C_SendData(I2C1, 0x00);
  while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

  // 切换为读模式
  I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
  while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
  I2C_Send7bitAddress(I2C1,