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雕爷学编程 明星博主
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原创 【雕爷学编程】Arduino动手做（67）---BMP180气压传感器

2020-7-3 14:51 3830 21 7 分类: MCU/ 嵌入式 文集: 雕爷学编程

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）实验六十七： GY-68 BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器（替代BMP085）

BMP180

是博世Sensortec的新数字气压传感器，具有很高的性能，使应用先进的移动设备，如智能手机、平板电脑和体育设备。它遵循了BMP085带来了很多改进，像小尺寸和数字接口的扩张。超低功耗降至3μA使BMP180节电为您的移动设备的领导者。BMP180也是杰出的非常稳定的性能，最好有独立电源供电。BMP180是一款高精度、小体积、超低能耗的压力传感器，可以应用在移动设备中它的性能卓越，绝对精度最低可以达到0.03hPa，并且耗电极低，只有3μA。BMP180采用强大的8-pin陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，可以通过I2C总线直接与各种微处理器相连。


BMP180主要特点

压力范围：300~1100hPa（海拔9000米~-500米）

电源电压：1.8V~3.6V（VDDA），1.62V~3.6V（VDDD） VIN需要5V

LCC8封装：无铅陶瓷载体封装（LCC）

低功耗：5μA，在标准模式

高精度：低功耗模式下，分辨率为0.06hPa（0.5米）

高线性模式下，分辨率为0.03hPa（0.25米）

含温度输出

I2C接口

温度补偿

无铅，符合RoHS规范

MSL 1反应时间：7.5ms

待机电流：0.1μA

无需外部时钟电路

BMP180技术数据

压力范围300……1100 hPa

均方根噪声中表达压力0.06 hPa typ。(超低功耗模式)

0.02 hPa typ。(超高分辨率模式)

均方根噪声中表达高度0.5 m,typ。(超低功耗模式)

0.17米,typ。(超高分辨率模式)

相对精度的压力

VDD = 3.3 v 950……1050 hPa / hPa±0.12

@ 25°C / m±1.0

700年……900 hPa / hPa±0.12

25…40°C / m±1.0

绝对精度

p = 300…1100 hpa

(温度= 0…+ 65°C,VDD = 3.3。-4.0 V)压力:……+ 2.0 hPa

温度:±1°C,typ。

平均电流消耗(1 Hz刷新率数据)

峰值电流3μA典型(超低功耗模式)

32μA,典型的(高级模式)

650μA,典型的

待机电流1.62……3.6 V

电源电压vddio 1.62……3.6 V

电源电压vdd 1.8……3.6 V

操作温度。

范围全面准确”40…+ 85°C

0…+ 65°C

conv压力。5毫秒,典型的(标准模式)

I2C传输速率3.4 MHz,马克斯。

BMP180典型应用

GPS精准导航（航位推算，上下桥检测等）

室内室外导航

休闲、体育和医疗健康等监测

天气预报

垂直速度指示（上升/下沉速度）

风扇功率控制

体育设备，如高度剖面

BMP180气压模块是一款高精度、小体积、低能耗的压力传感器，可以应用在移动设备中，它的性能卓越，绝对精度最低可以达到0.03hPa，并且耗电极低，只有3μA。BMP180采用强大的8-pin陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，可以通过I2C总线直接与各种微处理器相连。

特性曲线

模块电原理图

需要用的 “SFE_BMP180” 库文件如下

SFE_BMP180.h

  1. /*
  3. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（68）
  5. 实验六十八：BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器（代替BMP085）
  7. SFE_BMP180.h
  9. */
  13. #ifndef SFE_BMP180_h
  15. #define SFE_BMP180_h
  17. #if defined(ARDUINO) && ARDUINO >= 100
  19. #include "Arduino.h"
  21. #else
  23. #include "WProgram.h"
  25. #endif
  27. class SFE_BMP180
  29. {
  31. public:
  33. SFE_BMP180();
  35. char begin();
  37. shorted?)
  41. char startTemperature(void);
  45. char getTemperature(double &T);
  47. startTemperature command
  51. char startPressure(char oversampling);
  55. char getPressure(double &P, double &T);
  57. startPressure command
  59. double sealevel(double P, double A);
  61. weather data)
  65. double altitude(double P, double P0);
  67. sea-level, runway, etc.)
  71. char getError(void);
  75. private:
  79. char readInt(char address, int16_t &value);
  83. char readUInt(char address, uint16_t &value);
  87. char readBytes(unsigned char *values, char length);
  93. char writeBytes(unsigned char *values, char length);
  95. subsequent registers)
  99. int16_t AC1,AC2,AC3,VB1,VB2,MB,MC,MD;
  101. uint16_t AC4,AC5,AC6;
  103. double c5,c6,mc,md,x0,x1,x2,y0,y1,y2,p0,p1,p2;
  105. char _error;
  107. };
  109. #define BMP180_ADDR 0x77
  111. #define BMP180_REG_CONTROL 0xF4
  113. #define BMP180_REG_RESULT 0xF6
  115. #define BMP180_COMMAND_TEMPERATURE 0x2E
  117. #define BMP180_COMMAND_PRESSURE0 0x34
  119. #define BMP180_COMMAND_PRESSURE1 0x74
  121. #define BMP180_COMMAND_PRESSURE2 0xB4
  123. #define BMP180_COMMAND_PRESSURE3 0xF4



SFE_BMP180.cp


  1. /*
  3. 【Arduino】66种传感器模块系列实验（68）
  5. 实验六十八：BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器（代替BMP085）
  7. SFE_BMP180.cp
  9. */
  11. #include <SFE_BMP180.h>
  13. #include <Wire.h>
  15. #include <stdio.h>
  17. #include <math.h>
  19. SFE_BMP180::SFE_BMP180()
  21. {
  23. }
  25. char SFE_BMP180::begin()
  27. {
  29. double c3,c4,b1;
  33. Wire.begin();
  35. if (readInt(0xAA,AC1) &&
  37. readInt(0xAC,AC2) &&
  39. readInt(0xAE,AC3) &&
  41. readUInt(0xB0,AC4) &&
  43. readUInt(0xB2,AC5) &&
  45. readUInt(0xB4,AC6) &&
  47. readInt(0xB6,VB1) &&
  49. readInt(0xB8,VB2) &&
  51. readInt(0xBA,MB) &&
  53. readInt(0xBC,MC) &&
  55. readInt(0xBE,MD))
  57. {
  59. AC6 = 23153;
  63. Calcs.pdf
  67. 25671; AC6 = 18974;
  69. c3 = 160.0 * pow(2,-15) * AC3;
  71. c4 = pow(10,-3) * pow(2,-15) * AC4;
  73. b1 = pow(160,2) * pow(2,-30) * VB1;
  75. c5 = (pow(2,-15) / 160) * AC5;
  77. c6 = AC6;
  79. mc = (pow(2,11) / pow(160,2)) * MC;
  81. md = MD / 160.0;
  83. x0 = AC1;
  85. x1 = 160.0 * pow(2,-13) * AC2;
  87. x2 = pow(160,2) * pow(2,-25) * VB2;
  89. y0 = c4 * pow(2,15);
  91. y1 = c4 * c3;
  93. y2 = c4 * b1;
  95. p0 = (3791.0 - 8.0) / 1600.0;
  97. p1 = 1.0 - 7357.0 * pow(2,-20);
  99. p2 = 3038.0 * 100.0 * pow(2,-36);
  101. return(1);
  103. }
  105. else
  107. {
  111. return(0);
  113. }
  115. }
  117. char SFE_BMP180::readInt(char address, int16_t &value)
  119. {
  121. unsigned char data[2];
  123. data[0] = address;
  125. if (readBytes(data,2))
  127. {
  129. value = (int16_t)((data[0]<<8)|data[1]);
  133. negative
  135. return(1);
  137. }
  139. value = 0;
  141. return(0);
  143. }
  145. char SFE_BMP180::readUInt(char address, uint16_t &value)
  147. {
  149. unsigned char data[2];
  151. data[0] = address;
  153. if (readBytes(data,2))
  155. {
  157. value = (((uint16_t)data[0]<<8)|(uint16_t)data[1]);
  159. return(1);
  161. }
  163. value = 0;
  165. return(0);
  167. }
  169. char SFE_BMP180::readBytes(unsigned char *values, char length)
  171. {
  173. char x;
  175. Wire.beginTransmission(BMP180_ADDR);
  177. Wire.write(values[0]);
  179. _error = Wire.endTransmission();
  181. if (_error == 0)
  183. {
  185. Wire.requestFrom(BMP180_ADDR,length);
  187. while(Wire.available() != length) ;
  189. for(x=0;x<length;x++)
  191. {
  193. values[x] = Wire.read();
  195. }
  197. return(1);
  199. }
  201. return(0);
  203. }
  205. char SFE_BMP180::writeBytes(unsigned char *values, char length)
  207. {
  209. char x;
  213. Wire.beginTransmission(BMP180_ADDR);
  215. Wire.write(values,length);
  217. _error = Wire.endTransmission();
  219. if (_error == 0)
  221. return(1);
  223. else
  225. return(0);
  227. }
  229. char SFE_BMP180::startTemperature(void)
  231. {
  233. unsigned char data[2], result;
  237. data[0] = BMP180_REG_CONTROL;
  239. data[1] = BMP180_COMMAND_TEMPERATURE;
  241. result = writeBytes(data, 2);
  243. if (result)
  245. return(5);
  247. else
  249. return(0);
  251. }
  253. char SFE_BMP180::getTemperature(double &T)
  255. {
  257. unsigned char data[2];
  259. char result;
  261. double tu, a;
  265. data[0] = BMP180_REG_RESULT;
  267. result = readBytes(data, 2);
  269. if (result)
  271. {
  273. tu = (data[0] * 256.0) + data[1];
  277. a = c5 * (tu - c6);
  279. T = a + (mc / (a + md));
  281. }
  283. return(result);
  285. }
  287. char SFE_BMP180::startPressure(char oversampling)
  289. {
  291. unsigned char data[2], result, delay;
  295. data[0] = BMP180_REG_CONTROL;
  297. switch (oversampling)
  299. {
  301. case 0:
  303. data[1] = BMP180_COMMAND_PRESSURE0;
  305. delay = 5;
  307. break;
  309. case 1:
  311. data[1] = BMP180_COMMAND_PRESSURE1;
  313. delay = 8;
  315. break;
  317. case 2:
  319. data[1] = BMP180_COMMAND_PRESSURE2;
  321. delay = 14;
  323. break;
  325. case 3:
  327. data[1] = BMP180_COMMAND_PRESSURE3;
  329. delay = 26;
  331. break;
  333. default:
  335. data[1] = BMP180_COMMAND_PRESSURE0;
  337. delay = 5;
  339. break;
  341. }
  343. result = writeBytes(data, 2);
  345. if (result)
  347. return(delay);
  349. else
  351. return(0);
  353. }
  355. char SFE_BMP180::getPressure(double &P, double &T)
  357. sealevel().
  359. {
  361. unsigned char data[3];
  363. char result;
  365. double pu,s,x,y,z;
  369. data[0] = BMP180_REG_RESULT;
  371. result = readBytes(data, 3);
  373. if (result)
  375. {
  377. pu = (data[0] * 256.0) + data[1] + (data[2]/256.0);
  381. s = T - 25.0;
  383. x = (x2 * pow(s,2)) + (x1 * s) + x0;
  385. y = (y2 * pow(s,2)) + (y1 * s) + y0;
  387. z = (pu - x) / y;
  389. P = (p2 * pow(z,2)) + (p1 * z) + p0;
  391. }
  393. return(result);
  395. }
  397. double SFE_BMP180::sealevel(double P, double A)
  399. {
  401. return(P/pow(1-(A/44330.0),5.255));
  403. }
  405. double SFE_BMP180::altitude(double P, double P0)
  407. {
  409. return(44330.0*(1-pow(P/P0,1/5.255)));
  411. }
  413. char SFE_BMP180::getError(void)
  417. {
  419. return(_error);
  421. }



模块接线方式

1.先连接芯片与单片机（通过I2C接口），按照如下方式连接

5V—VIN

GND–GND

A5—SCL

A4—SDA

2.然后UNO通过usb与PC电脑连接

3.拷贝后面的代码烧录进Arduino


实验开源代码


  1. /*
  3. 【Arduino】168种传感器模块系列实验（67）
  5. 实验六十七：BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器（代替BMP085）
  7. 程序之一
  9. */
  13. #include <SFE_BMP180.h>
  15. SFE_BMP180 AirPresure;
  17. char presureDelayTime;
  19. double presureP, presureT;
  21. void setup() {
  23. Serial.begin(9600);
  25. AirPresure.begin();
  27. }
  29. void loop()
  31. {
  33. presureDelayTime = AirPresure.startPressure(3);
  35. if (presureDelayTime != 0)
  37. {
  39. delay(presureDelayTime);
  41. presureDelayTime = AirPresure.getPressure(presureP, presureT);
  43. if (presureDelayTime != 0)
  45. {
  49. Serial.print("Current Preasure: ");
  51. Serial.print(presureP);
  53. Serial.println(" bar");
  55. Serial.print(presureP);
  57. Serial.print(" bar is");
  59. Serial.print(presureP / 1000.0);
  61. Serial.println(" atm");
  63. }
  65. else
  67. {
  69. Serial.println("ERROR");
  71. }
  73. }
  75. else
  77. {
  79. Serial.println("ERROR");
  81. }
  83. delay(1000);
  85. }



  1. /*
  3. 【Arduino】168种传感器模块系列实验（67）
  5. 实验六十七：BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器（代替BMP085）
  7. 程序之二，气温、气压与海拔值可以调整并校准
  9. */
  11. #include <Wire.h>
  13. #define BMP180ADD 0x77
  17. unsigned char OSS;
  19. int ac1;
  21. int ac2;
  23. int ac3;
  25. unsigned int ac4;
  27. unsigned int ac5;
  29. unsigned int ac6;
  31. int b1;
  33. int b2;
  35. int mb;
  37. int mc;
  39. int md;
  41. float temperature;
  43. double pressure;
  45. double pressure2;
  47. long b5;
  49. double altitude;
  51. void setup()
  53. {
  55. Serial.begin(9600);
  57. Wire.begin();
  59. OSS = 2;
  61. BMP180start();
  63. }
  65. void loop()
  67. {
  69. calculate();
  71. show();
  73. delay(1000);
  75. }
  77. void calculate()
  79. {
  81. temperature = bmp180GetTemperature(bmp180ReadUT());
  83. temperature = temperature*0.0137;
  85. pressure = bmp180GetPressure(bmp180ReadUP());
  87. pressure2 = pressure/115325;
  89. pressure2 = pow(pressure2,0.29029496);
  91. altitude = 39*(1+pressure2);
  93. }
  95. void show()
  97. {
  99. Serial.print("气温: ");
  101. Serial.print(temperature, 1);
  103. Serial.println(" C");
  105. Serial.print("气压: ");
  107. Serial.print(pressure, 0);
  109. Serial.println(" Pa");
  111. Serial.print("海拔:");
  113. Serial.print(altitude);
  115. Serial.println("m");
  117. }
  119. void BMP180start()
  121. {
  123. ac1 = bmp180ReadDate(0xAA);
  125. ac2 = bmp180ReadDate(0xAC);
  127. ac3 = bmp180ReadDate(0xAE);
  129. ac4 = bmp180ReadDate(0xB0);
  131. ac5 = bmp180ReadDate(0xB2);
  133. ac6 = bmp180ReadDate(0xB4);
  135. b1 = bmp180ReadDate(0xB6);
  137. b2 = bmp180ReadDate(0xB8);
  139. mb = bmp180ReadDate(0xBA);
  141. mc = bmp180ReadDate(0xBC);
  143. md = bmp180ReadDate(0xBE);
  145. }
  147. short bmp180GetTemperature(unsigned int ut)
  149. {
  151. long x1, x2;
  153. x1 = (((long)ut - (long)ac6)*(long)ac5) >> 15;
  155. x2 = ((long)mc << 11)/(x1 + md);
  157. b5 = x1 + x2;
  159. return ((b5 + 8)>>4);
  161. }
  163. long bmp180GetPressure(unsigned long up)
  165. {
  167. long x1, x2, x3, b3, b6, p;
  169. unsigned long b4, b7;
  173. b6 = b5 - 4000;
  175. x1 = (b2 * (b6 * b6)>>12)>>11;
  177. x2 = (ac2 * b6)>>11;
  179. x3 = x1 + x2;
  181. b3 = (((((long)ac1)*4 + x3)<<OSS) + 2)>>2;
  185. x1 = (ac3 * b6)>>13;
  187. x2 = (b1 * ((b6 * b6)>>12))>>16;
  189. x3 = ((x1 + x2) + 2)>>2;
  191. b4 = (ac4 * (unsigned long)(x3 + 32768))>>15;
  195. b7 = ((unsigned long)(up - b3) * (50000>>OSS));
  197. if (b7 < 0x80000000)
  199. p = (b7<<1)/b4;
  201. else
  203. p = (b7/b4)<<1;
  207. x1 = (p>>8) * (p>>8);
  209. x1 = (x1 * 3038)>>16;
  211. x2 = (-7357 * p)>>16;
  213. p += (x1 + x2 + 3791)>>4;
  217. return p;
  219. }
  221. int bmp180Read(unsigned char address)
  223. {
  225. unsigned char data;
  229. Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
  231. Wire.write(address);
  233. Wire.endTransmission();
  237. Wire.requestFrom(BMP180ADD, 1);
  239. while(!Wire.available());
  243. return Wire.read();
  245. }
  247. int bmp180ReadDate(unsigned char address)
  249. {
  251. unsigned char msb, lsb;
  253. Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
  255. Wire.write(address);
  257. Wire.endTransmission();
  259. Wire.requestFrom(BMP180ADD, 2);
  261. while(Wire.available()<2);
  263. msb = Wire.read();
  265. lsb = Wire.read();
  267. return (int) msb<<8 | lsb;
  269. }
  271. unsigned int bmp180ReadUT()
  273. {
  275. unsigned int ut;
  277. Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
  279. Wire.write(0xF4);
  281. Wire.write(0x2E);
  283. Wire.endTransmission();
  285. delay(5);
  287. ut = bmp180ReadDate(0xF6);
  289. return ut;
  291. }
  293. unsigned long bmp180ReadUP()
  295. {
  297. unsigned char msb, lsb, xlsb;
  299. unsigned long up = 0;
  303. Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
  305. Wire.write(0xF4);
  307. Wire.write(0x34 + (OSS<<6));
  309. Wire.endTransmission();
  311. delay(2 + (3<<OSS));
  315. Wire.beginTransmission(BMP180ADD);
  317. Wire.write(0xF6);
  319. Wire.endTransmission();
  323. Wire.requestFrom(BMP180ADD, 3);
  325. while(Wire.available() < 3);
  327. msb = Wire.read();
  329. lsb = Wire.read();
  331. xlsb = Wire.read();
  333. up = (((unsigned long) msb << 16) | ((unsigned long) lsb << 8) | (unsigned long) xlsb) >> (8-OSS);//16 to 19 bit
  335. return up;
  337. }




  1. /*
  3. 【Arduino】168种传感器模块系列实验（67）
  5. 实验六十七：BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器（代替BMP085）
  7. 程序之三，温度、实时气压、已知海拔计算的海平面的气压、已知海平面气压计算的高度
  9. 只是算法有点烂，做做实验而已
  11. */
  15. #include <SFE_BMP180.h>
  17. #include <Wire.h>
  19. SFE_BMP180 pressure;
  21. #define ALTITUDE 255.0
  23. unsigned long gpstimes;
  25. void setup()
  27. {
  29. Serial.begin(9600);
  31. pressure.begin();
  33. }
  35. void loop()
  37. {
  39. gpstimes=millis();
  41. char status;
  43. double T,P,p0,a;
  45. status = pressure.startTemperature();
  47. delay(status);
  49. status = pressure.getTemperature(T);
  51. delay(status);
  53. Serial.print("temperature: ");
  55. Serial.print(T,2);
  57. Serial.println(" deg C, ");
  59. status = pressure.startPressure(3);
  61. delay(status);
  63. status = pressure.getPressure(P,T);
  65. // Print out the measurement:
  67. Serial.print("absolute pressure A: ");
  69. Serial.print(P,2);
  71. Serial.println(" mb, ");
  73. p0=1013.2;
  75. a = pressure.altitude(P,p0);
  77. Serial.print("computed altitude A: ");
  79. Serial.print(a,0);
  81. Serial.println(" meters, ");
  83. T=25.00;
  85. status = pressure.getPressure(P,T);
  87. Serial.print("absolute pressure B: ");
  89. Serial.print(P,2);
  91. Serial.println(" mb, ");
  93. p0=1013.2;
  95. a = pressure.altitude(P,p0);
  97. Serial.print("computed altitude B: ");
  99. Serial.print(a,0);
  101. Serial.println(" meters, ");
  103. gpstimes=millis()-gpstimes;
  105. Serial.print("gpstimes=");
  107. Serial.println(gpstimes);
  109. Serial.println();
  111. delay(2000);
  113. }

雕爷学编程

作者： 雕爷学编程， 来源：面包板社区

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文章评论（1条评论）

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yzw92 2020-12-28 06:35

谢谢分享！
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