可以计算海拔高度的BMP180气压传感器,你会使用吗?

嵌入式从0到1 2021-03-03 00:00

需要测量大气压力、温度和海拔高度的朋友可以玩玩BMP180这个传感器。

这款传感器出自博世,应用非常广泛。

实现目标

  • 使用普通IO口模拟IIC总线驱动BMP180传感器
  • 利用核心板的串口1打印输出芯片ID、当前温度和气压

所需工具及环境

  • 所用模块

  • Keil 5

  • STM32F103RET6核心板(本平台自制专用核心板)

  • 面包板及少许杜邦线

本文素材

公众号后台回复关键字“BMP180”,获取本模块的STM32代码及BMP180的芯片手册。

传感器简介

BMP180是Bosch Sensortec的一种高精度数字气压和温度传感器,使用BMP180可以测量环境温度、压力和高度。BMP180是超低功耗,低电压的电子元件,经过优化,具有高精度和高稳定性,适用于移动电话,PDA,GPS导航设备和户外设备。

它由压阻传感器、模数转换器,带E2PROM和串行I2C接口的控制单元组成。

BMP180提供未补偿的原始压力值和温度值,在E2PROM中存储了176位的校准参数,使用这些参数可以补偿传感器的偏移量、温度依赖性等参数。

传感器特点

BOSCH BMP180是测量压力和海拔高度最常用的传感器之一。该模块的特点如下:

  • 压力测量范围为300至1100hPa(海拔9000米 ~ -500米)

  • 芯片电压1.8V~3.6V(VDDA),1.62V~3.6V(VDD),模块的VIN输入5V(3.3V亦可)

  • 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)

  • 低功耗(标准模式下为5μA)

  • 内部温度传感器,精度为0.5°C

  • 支持I2C协议进行通信

  • 温度补偿,完全校准

注意:1Pa=0.01hPa=0.01mbar 。

应用场景

  • GPS精准导航(航位推算,上下桥检测等)
  • 航模等一些需要高度数据的场合
  • 天气预报
  • 垂直速度指示(上升/下沉速度)

接线图

实物图

具体接线图

myiic.h文件中,具体引脚定义如下:

#define IIC_SCL    PAout(6) //SCL
#define IIC_SDA    PAout(7) //输出SDA  
#define READ_SDA   PAin(7)  //输入SDA 

测量流程


具体实现

基础源码

写入数据

写入数据时序

开始测量温度值UT和压力值UP的时序图如下所示。

在启动后,主机发送器件地址,寄存器地址和控制寄存器数据。BMP180每接收8个数据位发送一个确认(ACKS)。主机在最后一次ACKS后发送停止。

设备地址

写操作对应地址0XEE(write) 

读操作对应地址0XEF(read)

相关寄存器

开始温度和压力测量的寄存器地址为:0xF4

寄存器0xF4bit5Sco,开始测量位,当该位为“1”的时候,数据正在转换,当转换结束的时候该位为“0”;

寄存器0xF4bit6~bit7Oss,用于控制压力测量的过采样率, (00b: single,01b: 2 times, 10b: 4 times, 11b: 8 times).

软件复位寄存器为:0xE0,如果该寄存器写入0xB6,则完成BMP180的软件复位;

芯片ID寄存器为:0xD0,该值固定为0x55,读出该值可以用于判断I2C总线通讯是否正常。

多个字节的读取

测量温度和压力

启动温度和压力测量的寄存器:0xF4,可以写入如下值:

测量温度

由上表我们可以知道,要想测量温度,需要往0xF4寄存器,写入值0x2E,即开启温度测量,延时之后,读取0xF6寄存器的值即可求得温度值。

//从BMP180读取未修正的温度
long BMP_Read_UT(void)
{
 long temp = 0;
 BMP_WriteOneByte(0xF4,0x2E);
 
 delay_ms(5);
 temp = (long)BMP_ReadTwoByte(0xF6);
 return temp;
}

测量压力

由上表我们可以知道,要想测量压力,需要往0xF4寄存器,写入值0x34(oss值不同,此值不同),即开启压力测量过程,延时之后,读取0xF6寄存器的值即可求得压力值。

//从BMP180读取未修正的大气压
long BMP_Read_UP(void)
{
 long pressure = 0;
 
 BMP_WriteOneByte(0xF4,0x34);
 delay_ms(5);
 
 pressure = (long)BMP_ReadTwoByte(0xF6);
 pressure &= 0x0000FFFF;
 
 return pressure;
}

校准系数 Calibration coefficients

上面得到的温度值和压力值是未经过校准的值,如果要想得到相对准确的值,需要经过校准,校准系数保存在E2PROM中。

BMP180中有一个176位的E2PROM,它被划分为11个字(WORD),每个字16位,对应11个校准系数,每个传感器模块都有单独的系数,在第一次计算温度和压力时,主机读取E2PROM数据,通过读取的值,看是否存在值为0x0000或者0XFFFF的字,可以判断数据通讯是否正常。

根据上图中寄存器的值,获取校准系数的函数如下,获得的校准系数保存至变量中待用:

//从BMP180的获取校准系数
void BMP_ReadCalibrationData(void)
{
 bmp180.AC1 = BMP_ReadTwoByte(0xAA);
 bmp180.AC2 = BMP_ReadTwoByte(0xAC);
 bmp180.AC3 = BMP_ReadTwoByte(0xAE);
 bmp180.AC4 = BMP_ReadTwoByte(0xB0);
 bmp180.AC5 = BMP_ReadTwoByte(0xB2);
 bmp180.AC6 = BMP_ReadTwoByte(0xB4);
 bmp180.B1  = BMP_ReadTwoByte(0xB6);
 bmp180.B2  = BMP_ReadTwoByte(0xB8);
 bmp180.MB  = BMP_ReadTwoByte(0xBA);
 bmp180.MC  = BMP_ReadTwoByte(0xBC);
 bmp180.MD  = BMP_ReadTwoByte(0xBE);
}

压力和温度的校准流程

海拔高度的换算

BMP180传感器提供温度和压力的绝对测量值,但不提供海拔高度的直接输出。

由于大气压力随高度升高而降低。

由上图我们可知,气压与海平面的高度具有近似线性的反比,因此如果我们测量了某地的气压,我们可以使用简单的数学运算从海平面计算海拔高度。

通过当地的气象服务中可以得到海平面压力P0,利用传感器读取的压力P和该海平面压力P0的值,通过上面的公式可以计算传感器所在位置的高度。

注意:海平面压力P0的值不是固定的,跟所属区域及环境温度和天气情况的变化而变化。

结果展示

相关阅读

STM32 I2C通信操作24C02写数据、读数据

GY-302 数字光照传感器光照模块驱动

跟着小哈一起读AHT20温湿度传感器驱动源码

STM32驱动PCF8591模块,实现AD/DA转换  模数/数模转换

欢迎关注

嵌入式从0到1 专注于嵌入式知识分享
评论 (0)
  • 【摘要/前言】4月春日花正好,Electronica就在浪漫春日里,盛大启幕。2025年4月15-17日,慕尼黑上海电子展于上海新国际博览中心成功举办。伴随着AI、新能源汽车、半导体的热潮,今年的Electronica盛况空前。请跟随Samtec的视角,感受精彩时刻!【 Samtec展台:老虎的朋友圈技术派对】借天时、占地利、聚人和,Samtec 展台人气爆棚!每年展会与大家相聚,总能收获温暖与动力~Samtec展台位于W3展馆716展位,新老朋友相聚于此,俨然一场线下技术派对!前沿D
    电子资讯报 2025-04-17 11:38 25浏览
  • 一、行业背景与需求随着智能化技术的快速发展和用户对便捷性需求的提升,电动车行业正经历从传统机械控制向智能交互的转型。传统电动车依赖物理钥匙、遥控器和独立防盗装置,存在操作繁琐、功能单一、交互性差等问题。用户期待通过手机等智能终端实现远程控制、实时数据监控及个性化交互体验。为此,将蓝牙语音芯片集成至电动车中控系统,成为推动智能化升级的关键技术路径。二、方案概述本方案通过在电动车中控系统中集成WT2605C蓝牙语音芯片,构建一套低成本、高兼容性的智能交互平台,实现以下核心功能:手机互联控制:支持蓝牙
    广州唯创电子 2025-04-18 08:33 60浏览
  • 1. 在Ubuntu官网下载Ubuntu server  20.04版本https://releases.ubuntu.com/20.04.6/2. 在vmware下安装Ubuntu3. 改Ubuntu静态IP$ sudo vi /etc/netplan/00-installer-config.yaml# This is the network config written by 'subiquity'network:  renderer: networkd&nbs
    二月半 2025-04-17 16:27 38浏览
  • 置信区间反映的是“样本均值”这个统计量的不确定性,因此使用的是标准误(standard error),而不是直接用样本标准差(standard deviation)。标准误体现的是均值的波动程度,而样本标准差体现的是个体数据的波动程度,两者并非一回事,就如下图所显示的一样。下面优思学院会一步一步解释清楚:一、标准差和标准误,究竟差在哪?很多同学对“标准差”和“标准误”这两个概念傻傻分不清楚,但其实差别明显:标准差(Standard Deviation,σ或s):是衡量单个数据点相对于平均值波动的
    优思学院 2025-04-17 13:59 17浏览
  • 近日,全球6G技术与产业生态大会(简称“全球6G技术大会”)在南京召开。紫光展锐应邀出席“空天地一体化与数字低空”平行论坛,并从6G通信、感知、定位等多方面分享了紫光展锐在6G前沿科技领域的创新理念及在空天地一体化技术方面的研发探索情况。全球6G技术大会是6G领域覆盖广泛、内容全面的国际会议。今年大会以“共筑创新 同享未来”为主题,聚焦6G愿景与关键技术、安全可信、绿色可持续发展等前沿主题,汇聚国内外24家企业、百余名国际知名高校与科研代表共同商讨如何推动全行业6G标准共识形成。6G迈入关键期,
    紫光展锐 2025-04-17 18:55 104浏览
  •   无人机电磁兼容模拟训练系统软件:全方位剖析   一、系统概述   北京华盛恒辉无人机电磁兼容模拟训练系统软件,专为满足无人机于复杂电磁环境下的运行需求而打造,是一款专业训练工具。其核心功能是模拟无人机在电磁干扰(EMI)与电磁敏感度(EMS)环境里的运行状况,助力用户评估无人机电磁兼容性能,增强其在复杂电磁场景中的适应水平。   应用案例   目前,已有多个无人机电磁兼容模拟训练系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机电磁兼容模拟训练系统。这些成功案例为
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 14:52 23浏览
  •   无人机电磁环境效应仿真系统:深度剖析   一、系统概述   无人机电磁环境效应仿真系统,专为无人机在复杂电磁环境下的性能评估及抗干扰能力训练打造。借助高精度仿真技术,它模拟无人机在各类电磁干扰场景中的运行状态,为研发、测试与训练工作提供有力支撑。   应用案例   目前,已有多个无人机电磁环境效应仿真系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机电磁环境效应仿真系统。这些成功案例为无人机电磁环境效应仿真系统的推广和应用提供了有力支持。   二、系统功能  
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 15:51 38浏览
  •   北京华盛恒辉无人机电磁兼容模拟训练系统软件是专门用于模拟与分析无人机在复杂电磁环境中电磁兼容性(EMC)表现的软件工具。借助仿真技术,它能帮助用户评估无人机在电磁干扰下的性能,优化电磁兼容设计,保障无人机在复杂电磁环境中稳定运行。   应用案例   目前,已有多个无人机电磁兼容模拟训练系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机电磁兼容模拟训练系统。这些成功案例为无人机电磁兼容模拟训练系统的推广和应用提供了有力支持。   系统功能   电磁环境建模:支持三维
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 15:10 20浏览
  • 一、行业背景与产品需求随着社会对清洁效率与用户体验要求的提升,洗地机行业迎来快速发展期。面对激烈的市场竞争,产品差异化成为制胜关键。传统洗地机普遍存在两大痛点:操作交互单一化与成本控制困境。尤其对于老年用户群体,缺乏语音状态提示和警示功能,导致操作门槛升高;而硬件方案中MCU与语音功能的耦合设计,则增加了系统复杂度与开发成本。WT588F/WTV/WT2003系列语音芯片的引入,为洗地机行业提供了低成本、高集成、强扩展性的解决方案,既满足用户友好性需求,又助力厂商实现硬件架构优化。二、方案核心亮
    广州唯创电子 2025-04-17 08:22 22浏览
  •   无人机蜂群电磁作战仿真系统全解析   一、系统概述   无人机蜂群电磁作战仿真系统是专业的仿真平台,用于模拟无人机蜂群在复杂电磁环境中的作战行为与性能。它构建虚拟电磁环境,模拟无人机蜂群执行任务时可能遇到的电磁干扰与攻击,评估作战效能和抗干扰能力,为其设计、优化及实战应用提供科学依据。   应用案例   目前,已有多个无人机蜂群电磁作战仿真系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机蜂群电磁作战仿真系统。这些成功案例为无人机蜂群电磁作战仿真系统的推广和应用提
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 16:29 37浏览
  • 一、汽车智能化浪潮下的蓝牙技术革新随着智能网联汽车的快速发展,车载信息娱乐系统(IVI)正从单一的驾驶辅助向“第三生活空间”转型。蓝牙技术作为车内无线连接的核心载体,承担着音频传输、设备互联、数据交互等关键任务。然而,传统方案中MCU需集成蓝牙协议栈,开发周期长、成本高,且功能扩展性受限。WT2605C蓝牙语音芯片应势而生,以双模蓝牙SOC架构重新定义车用蓝牙系统的开发模式,通过“多、快、好、省”四大核心价值,助力车企快速打造高性价比的智能座舱交互方案。二、WT2605C芯片的四大核心优势1.
    广州唯创电子 2025-04-17 08:38 17浏览
  • 现阶段,Zigbee、Z-Wave、Thread、Wi-Fi与蓝牙等多种通信协议在智能家居行业中已得到广泛应用,但协议间互不兼容的通信问题仍在凸显。由于各协议自成体系、彼此割据,智能家居市场被迫催生出大量桥接器、集线器及兼容性软件以在不同生态的设备间构建通信桥梁,而这种现象不仅增加了智能家居厂商的研发成本与时间投入,还严重削减了终端用户的使用体验。为应对智能家居的生态割裂现象,家居厂商需为不同通信协议重复开发适配方案,而消费者则需面对设备入网流程繁琐、跨品牌功能阉割及兼容隐患等现实困境。在此背景
    华普微HOPERF 2025-04-17 17:53 37浏览
  • 自动驾驶技术的飞速发展,正在重新定义未来出行的边界。从感知到决策,从规划到控制,每一个环节都离不开海量、精准的高质量数据支撑。然而,随着传感器数量的增加和数据规模的指数级增长,行业正面临一系列挑战:多源传感器数据的时间同步难题、复杂数据格式的适配、测量技术的灵活性不足、设备集成周期冗长等,这些问题正成为自动驾驶研发与测试的“隐形瓶颈”。基于技术积累与行业洞察,本文分享一套创新的ADAS时空融合数据采集方案。通过硬件与软件的深度协同优化,能够很好地解决数据采集中的核心痛点,还为自动驾驶研发提供了高
    康谋 2025-04-17 09:54 23浏览
  •   无人机蜂群电磁作战仿真系统软件,是专门用于模拟、验证无人机蜂群在电磁作战环境中协同、干扰、通信以及对抗等能力的工具。下面从功能需求、技术架构、典型功能模块、发展趋势及应用场景等方面展开介绍:   应用案例   目前,已有多个无人机蜂群电磁作战仿真系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机蜂群电磁作战仿真系统。这些成功案例为无人机蜂群电磁作战仿真系统的推广和应用提供了有力支持。   功能需求   电磁环境建模:模拟构建复杂多样的电磁环境,涵盖各类电磁干扰源与
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-17 16:49 38浏览
  • 一、行业背景与需求智能门锁作为智能家居的核心入口,正从单一安防工具向多场景交互终端演进。随着消费者对便捷性、安全性需求的提升,行业竞争已从基础功能转向成本优化与智能化整合。传统门锁后板方案依赖多颗独立芯片(如MCU、电机驱动、通信模块、语音模块等),导致硬件复杂、功耗高、开发周期长,且成本压力显著。如何通过高集成度方案降低成本、提升功能扩展性,成为厂商破局关键。WTVXXX-32N语音芯片通过“单芯片多任务”设计,将语音播报、电机驱动、通信协议解析、传感器检测等功能整合于一体,为智能门锁后板提供
    广州唯创电子 2025-04-18 09:04 56浏览
我要评论
0
2
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦