RaspberrPi project source code
guowenxue
2024-03-14 7fa125e56f1de17c2f6aeb9a410ff02ac4e78e85
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
/*********************************************************************************
 *      Copyright:  (C) 2023 LingYun IoT System Studio
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  sht20.c
 *    Description:  This file is temperature and relative humidity sensor SHT20 code
 *
 *        Version:  1.0.0(10/08/23)
 *         Author:  Guo Wenxue <guowenxue@gmail.com>
 *      ChangeLog:  1, Release initial version on "10/08/23 17:52:00"
 *
 * Pin connection:
 *               STH20 Module            Raspberry Pi Board
 *                   VCC      <----->      #Pin1(3.3V)
 *                   SDA1     <----->      #Pin3(SDA, BCM GPIO2)
 *                   SCL1     <----->      #Pin5(SCL, BCM GPIO3)
 *                   GND      <----->      GND
 *
 * /boot/config.txt:
 *                  dtoverlay=i2c1,pins_2_3
 *
 ********************************************************************************/
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <libgen.h>
#include <getopt.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
 
#include "logger.h"
#include "util_proc.h"
#include "sht20.h"
 
int i2c_write(int fd, uint8_t slave_addr, uint8_t *data, int len);
int i2c_read(int fd, uint8_t slave_addr, uint8_t *buf, int size);
int sht20_checksum(uint8_t *data, int len, int8_t checksum);
 
int sht2x_get_temp_humidity(float *temp, float *rh)
{
    int             fd;
    int             rv = 0;
    char           *dev = SHT20_I2CDEV;
    uint8_t         buf[4];
 
    if( !temp || !rh )
    {
        log_error("Invalid input arguments\n");
        return -1;
    }
 
    /*+--------------------------------+
     *|     open /dev/i2c-x device     |
     *+--------------------------------+*/
    if( (fd=open(dev, O_RDWR)) < 0)
    {
        log_error("i2c device '%s' open failed: %s\n", dev, strerror(errno));
        return -2;
    }
 
    /*+--------------------------------+
     *|   software reset SHT20 sensor  |
     *+--------------------------------+*/
 
    buf[0] = 0xFE;
    i2c_write(fd, SHT20_I2CADDR, buf, 1);
 
    msleep(50);
 
 
    /*+--------------------------------+
     *|   trigger temperature measure  |
     *+--------------------------------+*/
 
    buf[0] = 0xF3;
    i2c_write(fd, SHT20_I2CADDR, buf, 1);
 
    msleep(85); /* datasheet: typ=66, max=85 */
 
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    i2c_read(fd, SHT20_I2CADDR, buf, 3);
    log_dump(LOG_LEVEL_DEBUG, "Temperature sample data: ", buf, 3);
 
    if( !sht20_checksum(buf, 2, buf[2]) )
    {
        rv = -3;
        log_error("Temperature sample data CRC checksum failure.\n");
        goto cleanup;
    }
 
    *temp = 175.72 * (((((int) buf[0]) << 8) + buf[1]) / 65536.0) - 46.85;
 
 
    /*+--------------------------------+
     *|    trigger humidity measure    |
     *+--------------------------------+*/
 
    buf[0] = 0xF5;
    i2c_write(fd, SHT20_I2CADDR, buf, 1);
 
    msleep(29); /* datasheet: typ=22, max=29 */
 
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    i2c_read(fd, SHT20_I2CADDR, buf, 3);
    log_dump(LOG_LEVEL_DEBUG, "Relative humidity sample data: ", buf, 3);
 
    if( !sht20_checksum(buf, 2, buf[2]) )
    {
        rv = -4;
        log_error("Relative humidity sample data CRC checksum failure.\n");
        goto cleanup;
    }
 
    *rh = 125 * (((((int) buf[0]) << 8) + buf[1]) / 65536.0) - 6;
 
    /*+--------------------------------+
     *|    print the measure result    |
     *+--------------------------------+*/
 
    log_debug("Temperature=%lf 'C relative humidity=%lf%%\n", *temp, *rh);
 
cleanup:
    close(fd);
    return rv;
}
 
int sht20_checksum(uint8_t *data, int len, int8_t checksum)
{
    int8_t crc = 0;
    int8_t bit;
    int8_t byteCtr;
 
    //calculates 8-Bit checksum with given polynomial: x^8 + x^5 + x^4 + 1
    for (byteCtr = 0; byteCtr < len; ++byteCtr)
    {
        crc ^= (data[byteCtr]);
        for ( bit = 8; bit > 0; --bit)
        {
            /* x^8 + x^5 + x^4 + 1 = 0001 0011 0001 = 0x131 */
            if (crc & 0x80) crc = (crc << 1) ^ 0x131;
            else crc = (crc << 1);
        }
    }
 
    if (crc != checksum)
        return 0;
    else
        return 1;
}
 
int i2c_write(int fd, uint8_t slave_addr, uint8_t *data, int len)
{
    struct i2c_rdwr_ioctl_data i2cdata;
    int rv = 0;
 
    if( !data || len<= 0)
    {
        log_error("%s() invalid input arguments!\n", __func__);
        return -1;
    }
 
    i2cdata.nmsgs = 1;
    i2cdata.msgs = malloc( sizeof(struct i2c_msg)*i2cdata.nmsgs );
    if ( !i2cdata.msgs )
    {
        log_error("%s() msgs malloc failed!\n", __func__);
        return -2;
    }
 
    i2cdata.msgs[0].addr = slave_addr;
    i2cdata.msgs[0].flags = 0; //write
    i2cdata.msgs[0].len = len;
    i2cdata.msgs[0].buf = malloc(len);
    if( !i2cdata.msgs[0].buf )
    {
        log_error("%s() msgs malloc failed!\n", __func__);
        rv = -3;
        goto cleanup;
    }
    memcpy(i2cdata.msgs[0].buf, data, len);
 
 
    if( ioctl(fd, I2C_RDWR, &i2cdata)<0 )
    {
        log_error("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        rv = -4;
        goto cleanup;
    }
 
cleanup:
    if( i2cdata.msgs[0].buf )
        free(i2cdata.msgs[0].buf);
 
    if( i2cdata.msgs )
        free(i2cdata.msgs);
 
    return rv;
}
 
int i2c_read(int fd, uint8_t slave_addr, uint8_t *buf, int size)
{
    struct i2c_rdwr_ioctl_data i2cdata;
    int rv = 0;
 
    if( !buf || size<= 0)
    {
        log_error("%s() invalid input arguments!\n", __func__);
        return -1;
    }
 
    i2cdata.nmsgs = 1;
    i2cdata.msgs = malloc( sizeof(struct i2c_msg)*i2cdata.nmsgs );
    if ( !i2cdata.msgs )
    {
        log_error("%s() msgs malloc failed!\n", __func__);
        return -2;
    }
 
    i2cdata.msgs[0].addr = slave_addr;
    i2cdata.msgs[0].flags = I2C_M_RD; //read
    i2cdata.msgs[0].len = size;
    i2cdata.msgs[0].buf = buf;
    memset(buf, 0, size);
 
    if( ioctl(fd, I2C_RDWR, &i2cdata)<0 )
    {
        log_error("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        rv = -4;
    }
 
    free( i2cdata.msgs );
    return rv;
}