高精度气压传感器BMP280代码与解析
文章目录
- 前言
- 一、传感器简介
- 二、参数设置
- 1.工作模式
- 2.采样设置
- 3.IIR滤波器
- 4.推荐设置
- 三、数据采集
- 四、总结
- 五、获取源码
前言
BMP280前身是BMP180,具有高精度、线性和长期稳定性的特点。本文将对传感器的使用进行解析,提供了STM32的示例代码,可进行移植,过程简单。
一、传感器简介
BMP280可使用I2C和SPI通信方式,在本示例中,采用SPI通信。管脚描述如下:
BMP280的使用比较简单,进行采集数据前需要进行的参数设置包括:工作模式、IIR滤波器、采样数量和采集频率等。
二、参数设置
1.工作模式
BMP280提供了三种工作模式:
- 休眠模式(Sleep mode) :传感器进入休眠状态,停止采集数据,但寄存器的值不变;
- 强制模式(Forced mode): 进行一次数据采集,采集完成后返回休眠模式;
- 普通模式(Normal mode):循环进行多次数据采集。
以下是程序提供的模式设置函数。
/************************************
* 函数功能:工作模式设置推荐
* 参数:mode 0 睡眠模式
* 1 单次测量模式,测量完成后回到休眠模式
* 2 连续测量模式
* 返回值: 0 设置成功
* 1 设置失败
*************************************/
uint8_t bmp280_setMode(uint8_t mode);
2.采样设置
BMP280提供了温度和气压的过采样设置,其意义是一次测量多个数据,将这些数据进行求和平均得到输出值。例如将气压ADC过采样设置为×16,那么一次测量16个数据,将这16个数据进行求和平均得到最终的输出值。其设置函数如下:
/************************************
* 函数功能:过采样设置
* 参数:temp&press 0 禁用
* 1 过采样×1
* 2 过采样×2
* 3 过采样×4
* .. .....
* 5 过采样×16
* 返回值: 0 设置成功
* 1 设置失败
*************************************/
uint8_t bmp280_setOversampling(uint8_t osrs_p,uint8_t osrs_t);
3.IIR滤波器
BMP280内容自带一个IIR滤波器,关于滤波器的具体笔者不了解太多。但从手册上得知,可以根据具体的应用场景设置滤波器系数(请继续看下文)。可以总结出,在低频率采样中(如环境天气测量)不需要开启滤波器;在连续测量中(如实时高度检测)则需要的滤波器系数更大。
以下是测量时间间隔和滤波器设置的函数。测量时间间隔的示意图如下:
/************************************
* 函数功能:滤波器系数和采样间隔时间设置
* 参数:Standbyt 0 0.5ms filter 0 关闭滤波器
* 1 62.5ms 1 2
* 2 125ms 2 4
* 3 250ms 3 8
* 4 500ms 4 16
* 5 1000ms
* 6 2000ms
* 7 4000ms
* 返回值: 0 设置成功
* 1 设置失败
*************************************/
uint8_t bmp280_setConfig(uint8_t Standbyt,uint8_t filter);
4.推荐设置
从官方的手册上看,推荐了几种常见的应用场景和设置,具体参考如下:
三、数据采集
BMP280读取到的数据是电压经过AD转换后的数值,并非最终的气压。需要根据气压和电压的曲线进行拟合,拟合系数储存在BMP280的寄存器当中。测量步骤:1、读取拟合系数;2、读取原始AD数据;3、进行拟合最后得出气压。具体如下:
例程中提供了两个函数直接获取温度和气压:
void bmp280_getTemperature(bmp280_calib *calib,double *temperature,int32_t *t_fine);
void bmp280_getPressure(bmp280_calib *calib,double *pressure,int32_t *t_fine);
四、总结
相比较于BMP180,BMP280的数据非常稳定。因为是MEMS器件,也存在零偏误差(零偏误差是指即使真实值为0,此时传感器测量到的数值为某一特定的数值)。但比例因子误差应该是非常小的,用于测量高度差是可行的。
五、获取源码
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