物联网AI MicroPython传感器学习 之 BMP280气压传感器

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一、产品简介

BMP280是博世出品的气压传感器，它集成了压电压力传感单元、信号处理电路及模数转换器,气压值可以通过SPI或I2C读出,在室内导航、无人机、气象站等场景有广泛应用。
本文档使用I2C通信接口作为本教学文档输出。

引脚定义

• VCC: 3.3V
• GND: GND
• SCL: IIC时钟
• SDA: IIC数据
• CSB: 3.3V
• SDO: GND

二、技术参数

• 供电电压:1.9~3.6V
• 通信方式：可以采用I2C或SPI通信协议
• 气压测量范围： 300hPa至1100hPa，最大误差为±12hPa
• 工作温度范围: -40摄氏度 – +85摄氏度
• 封装尺寸: 2.0mm * 2.5mm* 0.95mm

三、软件接口

BMP280(i2cObj) – 创建BMP280驱动对象

• 函数原型：

bmpObj = BMP280(i2cObj)

• 参数说明:

• 返回值:
  BMP280对象成功，返回BMP280对象；BMP280对象创建失败，抛出Exception
• 示例代码:

from machine import I2C,Pin # 驱动库 import bmp280 # BMP280温湿度传感器驱动库 # 初始化I2C类型的设备 i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=) print("bmp280 inited!") bmpObj = bmp280.BMP280(i2cObj) # 初始化创建BMP280传感器 

• 输出:

bmp280 inited! 

getPressure – 测量气压

• 函数功能:
  量测气压值并返回测量结果
• 函数原型:

BMP280.getPressure()

• 参数说明:
  无
• 返回值:
  成功返回温度测量结果（数据类型：浮点型；单位：Pa）；失败抛出Exception
• 示例:

from machine import I2C,Pin # 驱动库 import bmp280 # BMP280温湿度传感器驱动库 # 初始化I2C类型的设备 i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=) print("bmp280 inited!") bmpObj = bmp280.BMP280(i2cObj) # 初始化创建BMP280传感器 pressure = bmpObj.getPressure() print("pressure is ", pressure, "Pa") 

• 输出:

pressure is Pa 

四、接口案例

# Python代码 import utime # 延时API所在组件 from machine import I2C,Pin # 驱动库 import bmp280 # BMP280温湿度传感器驱动库 # 初始化I2C类型的设备 i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=) print("bmp280 inited!") bmpObj = bmp280.BMP280(i2cObj) # 初始化创建BMP280传感器 def get_pressure(): pressure = bmp280.getPressure() # 获取大气压测量结果 print("The pressure is: %.1f" % pressure) return pressure # 返回读取到的大气压值 if __name__ == '__main__': while True: data = get_pressure() # 读取温度信息和相对湿度信息 utime.sleep(1) # 每隔1秒钟进行一次温湿度信息测量和打印 

• 输出:

... bmp280 inited! The pressure is Pa ... 

五、通信协议

I2C最高传输速率可到3.4MHz，SPI最高传输速率可达10MHz，当CSB管脚接VCC时选择为IIC接口，当CSB管脚接GND时选择为SPI接口，I2C地址可配置0X76或者0x77,取决于SDO，SDO接GND时I2C地址维0x76，SDO接VCC时I2C地址为0x77
主控芯片和 BMP280 传感器之间通信所用命令字如下表所示：

实际控制此传感器的流程可参考如下描述。

• 一次获取数据

通过 IIC 发送CMD_READ_DIG_T1-CMD_READ_DIG_T3获取温度校准参数并且发送CMD_READ_DIG_P1-CMD_READ_DIG_P8获取气压校准参数； 通过 IIC 发送CMD_READ_TEMPERATURE获取温度RAW数据，通过温度校准参数计算 得到实际摄氏度温度； 通过 IIC 发送CMD_READ_PRESSURE获取气压RAW数据， 通过气压校准参数和温度校准 参数数计算得到实际气压Pa； 

六、工作原理

从下图可以看到bmp280内部集成了压力传感单元，通过ADC采样输入到校正储存器。通过数字接口IIC或SPI读取数据，引脚分布如下：

典型电路如下，由于SCL和SDA为开漏输出，驱动能力不足，需要接上拉电阻。要通过IIC总线访问bmp280，CSB需要接到VDDIO。

参考文献及购买链接

[1] BMP280气压传感器 – 学习手册
[2] BMP280气压传感器 – 购买链接

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