第45回 BME280温湿度・気圧データ表示プログラム

液晶モジュールの制御方法を確認しましたので、BME280で取得した温湿度・気圧データを液晶モジュールに表示するプログラムを作成します。

プログラムする部分

前回までの記事で、以下のプログラムを作成済みです。

ここまでできていますので、今回作成するプログラムは単に取得したデータを液晶モジュールに表示する部分のみです。表示する部分はprintfを使用しますので、float型の小数点データを表示するのも難しくはありません。今回の記事のプログラムはほとんど解説するところがないですが、簡単にデータ表示部分を解説します。

 

データ表示プログラム

BME280で取得したデータは補正をして以下の変数に入っています。

    // 実際の温湿度
    float actual_temp;
    float actual_hum;
    float actual_press;

float型の変数ですので、printf文では「%f」フォーマットで表示すればOKです。温湿度と気圧データの表示について補足しておきます。

 

温度データ表示

温度データのフォーマットは「xx.xx℃」と表示したいところですが、液晶モジュールの表示可能文字表を見ると「℃」の文字はありませんので、カタカナの半濁点と「C」を表示することにしました。

Pic practice 45 celcius

Cの文字はASCII文字ですので、lcdSendCharacterData(‘C’);と書けますが、半濁点はASCII文字ではありませんので、直接半濁点のコード0xdfをlcdSendCharacterData(0xdf);と書きます。

数値はxx.xxと表示しますので、printf(“%f5.2”, actual_temp);で温度を表示できます。

温度データ表示をまとめると以下のようになります。

// 温度を表示
printf("%5.2f", actual_temp);
lcdSendCharacterData(0xdf);
lcdSendCharacterData('C');

 

湿度データ表示

湿度については、小数点以下の数字はあまり意味がなさそうなので表示はしないことにしました。データ自体はfloatですので、表示しても問題ありません。0〜100%表示で3桁になりますので、printf文では以下のようにしました。

// 湿度を表示
printf("  %3.0f%%", actual_hum);

「%」を表示するには「%%」と書くことを忘れないようにします。(最初「%」で書いていました…)

 

気圧データ表示

気圧データはちょっとした変化を確認したいため、少数第二位まで表示してみます。単位は「hPa」(ヘクトパスカル)ですので、以下のように表示します。

// 表示位置を2行目の先頭に移動
lcdLocateCursor(0, 1);
printf("%7.2fhPa", actual_press);

 

温湿度・気圧データ表示プログラム

上のprintf文を今まで作成したプログラムに追加すれば、BME280で取得した温湿度・気圧データの表示ができます。

なお、温度データについては実際より数度高く表示されると思います。これは第28回の記事で説明しましたが、湿度と気圧データ補正用の内部回路の温度のためです。温度データは別に接続したI2C温度センサの方が正確ですので、次回からI2C通信で温度センサの値を読み取るプログラムを作成します。

以下はBME280から温湿度・気圧データを取得して液晶モジュールにデータを表示するプログラムです。

/*
 * BME280温湿度大気圧センサ
 * ATD7410温度センサモジュール
 * AQM1602液晶ディスプレイモジュール
 * 制御プログラム
 * 
 * https://tool-lab.com/
 *
 * 更新
 *   2018. 2.12: 新規作成
 *   2018. 4. 1: 動作周波数を4MHz、I2Cクロック周波数を100kHzに変更
 *   2018. 7.30: 温湿度・気圧センサデータ表示記事掲載用
 * 
 */

//
// PIC16F18857コンィグレーション設定
//
// CONFIG1
#pragma config FEXTOSC = OFF    // External Oscillator mode selection bits (Oscillator not enabled)
#pragma config RSTOSC = HFINT1  // Power-up default value for COSC bits (HFINTOSC (1MHz))
#pragma config CLKOUTEN = OFF   // Clock Out Enable bit (CLKOUT function is disabled; i/o or oscillator function on OSC2)
#pragma config CSWEN = ON       // Clock Switch Enable bit (Writing to NOSC and NDIV is allowed)
#pragma config FCMEN = ON       // Fail-Safe Clock Monitor Enable bit (FSCM timer enabled)
//
// CONFIG2
#pragma config MCLRE = OFF      // Master Clear Enable bit (IO)
#pragma config PWRTE = ON       // Power-up Timer Enable bit (PWRT enabled)
#pragma config LPBOREN = OFF    // Low-Power BOR enable bit (ULPBOR disabled)
#pragma config BOREN = ON       // Brown-out reset enable bits (Brown-out Reset Enabled, SBOREN bit is ignored)
#pragma config BORV = LO        // Brown-out Reset Voltage Selection (Brown-out Reset Voltage (VBOR) set to 1.9V on LF, and 2.45V on F Devices)
#pragma config ZCD = OFF        // Zero-cross detect disable (Zero-cross detect circuit is disabled at POR.)
#pragma config PPS1WAY = ON     // Peripheral Pin Select one-way control (The PPSLOCK bit can be cleared and set only once in software)
#pragma config STVREN = ON      // Stack Overflow/Underflow Reset Enable bit (Stack Overflow or Underflow will cause a reset)
//
// CONFIG3
#pragma config WDTCPS = WDTCPS_31// WDT Period Select bits (Divider ratio 1:65536; software control of WDTPS)
#pragma config WDTE = OFF       // WDT operating mode (WDT Disabled, SWDTEN is ignored)
#pragma config WDTCWS = WDTCWS_7// WDT Window Select bits (window always open (100%); software control; keyed access not required)
#pragma config WDTCCS = SC      // WDT input clock selector (Software Control)
//
// CONFIG4
#pragma config WRT = OFF        // UserNVM self-write protection bits (Write protection off)
#pragma config SCANE = available// Scanner Enable bit (Scanner module is available for use)
#pragma config LVP = ON         // Low Voltage Programming Enable bit (Low Voltage programming enabled. MCLR/Vpp pin function is MCLR.)
//
// CONFIG5
#pragma config CP = OFF         // UserNVM Program memory code protection bit (Program Memory code protection disabled)
#pragma config CPD = OFF        // DataNVM code protection bit (Data EEPROM code protection disabled)

//
// ヘッダファイル
//   int_t型を使用するため、stdint.hをインクルード
//   printfを使用するため、stdio.hをインクルード
//
#include <xc.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>


//
// 定数
//

// I2C Ack/Nack定義
#define I2C_ACK  0x00
#define I2C_NACK 0xff

// LCDモジュール
#define LCD_I2C_ADDRESS 0x7c  // LCDモジュールのI2Cアドレス

// ADT7410温度センサ
#define ADT7410_I2C_WRITE_ADDRESS 0x90  // ADT7410のI2Cアドレス(Write)
#define ADT7410_I2C_READ_ADDRESS  0x91  // ADT7410のI2Cアドレス(Read)
#define ADT7410_CONFIG_ADDRESS    0x03  // コンフィグレーション設定アドレス
#define ADT7410_TEMP_ADDRESS      0x00  // 温度格納アドレス(上位8ビット)
#define ADT7410_CONFIG_VALUE      0x80  // 設定値(16-bit分解能指定、他はデフォルト)

// SPIピン設定
#define SPI_SCK    LATCbits.LATC7
#define SPI_MISO   PORTCbits.RC6
#define SPI_MOSI   LATCbits.LATC5
#define SPI_CSB    LATCbits.LATC4

//
// 関数プロトタイプ宣言
//

// LCDモジュール表示制御関数
void lcdInitialize(void);               // LCD初期化
void lcdClearDisplay(void);             // ディスプレイ全消去
void lcdSendCommandData(uint8_t);           // コマンド送信
void lcdSendCharacterData(uint8_t);              // 1文字表示
void lcdSendString(char *);             // 文字列表示
void lcdLocateCursor(uint8_t,uint8_t);  // カーソル位置指定

// LCDモジュールI2Cプロトコル関数
void lcdI2CProtocol(uint8_t, uint8_t, uint8_t);

// I2Cプロトコル各信号の生成関数
void    i2cProtocolStart(void);        // スタートビット生成
void    i2cProtocolStop(void);         // ストップビット生成
void    i2cProtocolSendData(uint8_t);  // 1バイトデータ送信
uint8_t i2cProtocolReceiveData(void);  // バイトデータ受信
uint8_t i2cProtocolCheckAck(void);     // ACK信号チェック

//   BME280センサー制御
void     bme280Initialization(void);            // BME280の初期化
void     bme280ForcedMeasurement(void);         // 温湿度・気圧データの測定指示
void     bme280ReadTrimmingParameters(void);    // 補正データの読み取り
void     bme280ReadMeasuredRawData(void);       // 補正前の温湿度・気圧データ読み取り
int32_t  bme280CompensateTemperature(void);     // 温度データ補正
uint32_t bme280CompensatePressure(void);        // 気圧データ補正
uint32_t bme280CompensateHumidity(void);        // 湿度データ補正

// SPI通信制御関数
uint16_t spiRead2BytesData(uint8_t address);
uint8_t  spiRead1ByteData(uint8_t address);
void     spiWrite1ByteData(uint8_t address, uint8_t data);
void     spiSend8bit(uint8_t data);
uint8_t  spiReceive8bit();



// クロック周波数
// __delay_ms()関数が時間基準に使用する
#define _XTAL_FREQ 4000000

// グローバル変数
//
// BME280温湿度・気圧読み取りデータ
uint32_t hum_raw, temp_raw, pres_raw;
int32_t  t_fine;

// BME280気温補正データ
uint16_t dig_T1;
int16_t  dig_T2;
int16_t  dig_T3;

// BME280湿度補正データ
uint8_t  dig_H1;
int16_t  dig_H2;
uint8_t  dig_H3;
int16_t  dig_H4;
int16_t  dig_H5;
int8_t   dig_H6;

// BME280気圧補正データ
uint16_t dig_P1;
int16_t  dig_P2;
int16_t  dig_P3;
int16_t  dig_P4;
int16_t  dig_P5;
int16_t  dig_P6;
int16_t  dig_P7;
int16_t  dig_P8;
int16_t  dig_P9;

//
// main関数
//
void main(void) {

    // 動作周波数設定
    OSCCON1bits.NDIV = 0b0000;  // 分周1:1
    OSCFRQbits.HFFRQ = 0b010;   // 4MHz
    
    // ピン属性設定
    ANSELA = 0b00000000;
    ANSELB = 0b00000000;
    ANSELC = 0b00000000;
    TRISA  = 0b00000000;
    TRISB  = 0b00000000;
    TRISC  = 0b01001100;
    
    // SPI信号線初期設定
    SPI_SCK  = 0;  // クロックを0
    SPI_MOSI = 0;  // マスタ→スレーブを0
    SPI_CSB  = 1;  // チップセレクトを1(=無効)

    //
    // I2C通信ピンのPPS設定
    //
    // 設定ロック解除
    PPSLOCK = 0x55;
    PPSLOCK = 0xAA;
    PPSLOCKbits.PPSLOCKED = 0x00;

    // SCL, SDAピンの割り当て
    SSP1DATPPS = 0x12;   // RC2をMSSP1:SDA1に設定
    SSP1CLKPPS = 0x13;   // RC3をMSSP1:SCL1に設定
    RC3PPS = 0x14;   // RC3をMSSP1:SCL1に設定
    RC2PPS = 0x15;   // RC2をMSSP1:SDA1に設定

    // 設定ロック
    PPSLOCK = 0x55;
    PPSLOCK = 0xAA;
    PPSLOCKbits.PPSLOCKED = 0x01;
    
    
    //
    // I2C通信設定
    //
    // SMP Standard Speed; CKE disabled; 
    SSP1STAT = 0x80;
    // SSPEN enabled; CKP Idle:Low, Active:High; SSPM FOSC/4_SSPxADD_I2C; 
    SSP1CON1 = 0x28;
    // SBCDE disabled; BOEN disabled; SCIE disabled; PCIE disabled; DHEN disabled; SDAHT 300ns; AHEN disabled; 
    SSP1CON3 = 0x00;
    // Baud Rate Generator = 100kHz 
    SSP1ADD = 0x09;
    
    // LCDモジュール電源安定化時間待ち
    __delay_ms(100);
    
    // LCD初期化
    lcdInitialize();
    
    // LCD表示クリア
    lcdClearDisplay();
    
    // BME280初期化
    //   コントロールレジスタ、補正係数取得
    bme280Initialization();

    // 実際の温湿度
    float actual_temp;
    float actual_hum;
    float actual_press;

    // 補正データ
    int32_t  compensated_temp;
    uint32_t compensated_hum;
    uint32_t compensated_press;
    
    while(1){

        // SPI通信で温湿度センサの値を取得
        bme280ForcedMeasurement();
        bme280ReadMeasuredRawData();

        // 取得したデータをキャリブレーション
        compensated_temp  = bme280CompensateTemperature();
        compensated_hum   = bme280CompensateHumidity();
        compensated_press = bme280CompensatePressure();

        // 実際の温湿度に変換
        actual_temp  = (float)compensated_temp  / 100.0;
        actual_hum   = (float)compensated_hum   / 1024.0;
        actual_press = (float)compensated_press / 100.0;

        // 取得したデータを液晶ディスプレイに表示
        // 文字表示位置を左上に移動
        lcdLocateCursor(0, 0);

        // 温度を表示
        printf("%5.2f", actual_temp);
        lcdSendCharacterData(0xdf);
        lcdSendCharacterData('C');

        // 湿度を表示
        printf("  %3.0f%%", actual_hum);

        // 表示位置を2行目の先頭に移動
        lcdLocateCursor(0, 1);
        printf("%7.2fhPa", actual_press);
        
        // とりあえずLED点灯
        LATBbits.LATB0 = 1;
        LATBbits.LATB1 = 1;
        __delay_ms(1000);
        LATBbits.LATB0 = 0;
        LATBbits.LATB1 = 0;
        __delay_ms(1000);
    }

}

//
// LCD制御関数
//

//
// printfの文字出力関数定義
//
void putch(uint8_t character) {

    lcdSendCharacterData(character);
    
    return;
}

//
// LCDモジュールに制御コードまたはデータを送信
//
void lcdI2CProtocol(uint8_t address, uint8_t control_code, uint8_t data) {
    
    i2cProtocolStart();                 // スタートコンディション
    i2cProtocolSendData(address);       // アドレス送信
    i2cProtocolSendData(control_code);  // 制御コード送信 (動作設定=0x00/文字表示=0x40)
    i2cProtocolSendData(data);          // データ送信
    i2cProtocolStop();                  // ストップコンディション

    return;
}

//
// 表示文字データ送信
//   0x40の後にデータを送信
void lcdSendCharacterData(uint8_t data){

    // 表示文字のデータを送信する場合の制御コードは0x40
    lcdI2CProtocol(LCD_I2C_ADDRESS, 0x40, data);
    
    // ウエイト
    //   文字表示の場合はウエイトは必要なくても動作しているが
    //   表示されない場合は1ms程度のウエイトを入れる
    // __delay_ms(1);

    return;
}

//
// コマンド送信
//   0x00の後にコマンドを送信
//
void lcdSendCommandData(uint8_t command){

    // コマンドを送信する場合の制御コードは0x00
    lcdI2CProtocol(LCD_I2C_ADDRESS, 0x00, command);

    // ウエイト
    //   データシートではウエイト時間は26.3us以上になっているが、
    //   それより長くしないと初期化できないケースがあるため1msのウエイトを入れる
    __delay_ms(1);
    
    return;
}

//
// ディスプレイ消去
//
void lcdClearDisplay(void){
    
    lcdSendCommandData(0x01);
    
    return;
}

//
// カーソル位置移動
//    引数は水平方向右側プラスのX軸、垂直方向下側プラスのY軸で、それぞれ0から開始
//    左上の座標が(x=0, y=0)
//
void lcdLocateCursor(uint8_t position_x, uint8_t position_y){
    
    // 文字表示位置指定コマンド送信
    lcdSendCommandData( 0x80 + 0x40 * position_y + position_x );
    
    return;
}

//
// 文字列を送信
//
void lcdSendString(char *str){
    
    // strの文字列を*strが0になるまでLCDモジュールに送信
    while(*str) {
        lcdSendCharacterData(*str);
        str++;
    }
    
    return;
}


//
// LCDモジュール初期化
//
void lcdInitialize(void){

    // 初期化コマンド送信
    lcdSendCommandData(0x38); // 2行モードに設定
    lcdSendCommandData(0x39); // 拡張コマンド選択
    lcdSendCommandData(0x14); // 内部クロック周波数設定
    lcdSendCommandData(0x70); // コントラスト設定(C3:C0 = 0b0000に設定)
    lcdSendCommandData(0x56); // 電源電圧が3.3VなのでBooster=ON、コントラスト設定(C5:C4 = 0b10に設定)
    lcdSendCommandData(0x6c); // オペアンプのゲイン設定
    
    // モジュール内電源安定化のための時間待ち
    __delay_ms(200);
    
    // 初期化コマンド続き
    lcdSendCommandData(0x38); // 通常コマンド選択
    lcdSendCommandData(0x01); // ディスプレイ表示内容クリア
    lcdSendCommandData(0x0c); // ディスプレイ表示
    
    return;
}


//
// I2Cプロトコル制御関数
//

// スタートコンディション生成
void i2cProtocolStart() {
    
    // SSP1CON2レジスタのSENビットを1に設定すると
    // スタートコンディションが生成される
    // 発行が完了するとSSP1IFが1になるのでwhile文で待つ
    SSP1IF = 0;
	SSP1CON2bits.SEN = 1;
	while (SSP1IF == 0) {}
    SSP1IF = 0;
    
	return;
}

// ストップコンディション生成
void i2cProtocolStop() {

    // SSP1CON2レジスタのPENビットを1に設定すると
    // ストップコンディションが生成される
    // 発行が完了するとSSP1IFが1になるのでwhile文で待つ
	SSP1IF = 0;
	SSP1CON2bits.PEN = 1;
	while (SSP1IF == 0) {}
	SSP1IF = 0;

	return;
}

// 1バイトデータ送信
void i2cProtocolSendData(uint8_t data) {

    // SSP1BUFに送信したいデータをセットすると、そのデータが送信される
    // 発行が完了するとSSP1IFが1になるのでwhile文で待つ
	SSP1IF = 0;
	SSP1BUF = data;
	while (SSP1IF == 0) {}
    SSP1IF = 0;
    
	return;
}

// Ack/Nackチェック
uint8_t i2cProtocolCheckAck() {
    
	uint8_t ackStatus;

	if (SSP1CON2bits.ACKSTAT) {
		ackStatus = I2C_NACK;
	} else {
		ackStatus = I2C_ACK;
	}

	return ackStatus;
}

//
// BME280初期化関数
//
void bme280Initialization(void) {

    // 動作パラメータ設定
    uint8_t t_sb     = 0;  // スタンドバイ時間は使用しない
    uint8_t filter   = 0;  // フィルタOFF
    uint8_t spi3w_en = 0;  // SPIは4線式(=0)
    uint8_t osrs_t   = 1;  // 温度オーバーサンプリング x1
    uint8_t osrs_p   = 1;  // 大気圧オーバーサンプリング x1
    uint8_t osrs_h   = 1;  // 湿度オーバーサンプリング x1
    uint8_t mode     = 0;  // スリープモード

    // 設定値をフォーマットに合わせる
    uint8_t ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode;
    uint8_t config_reg    = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en;
    uint8_t ctrl_hum_reg  = osrs_h;

    // BME280動作パラメータ書き込み
    spiWrite1ByteData(0xF2, ctrl_hum_reg);
    spiWrite1ByteData(0xF4, ctrl_meas_reg);
    spiWrite1ByteData(0xF5, config_reg);
    
    // センサ処理待ち
    __delay_ms(1000);

    // 補正値読み込み
    //   センサごとに固定ちのため、初期化時のみ読み込む
    bme280ReadTrimmingParameters();

}


//
// 温湿度・気圧データ測定指示
//
void bme280ForcedMeasurement(void) {

    // 動作パラメータ設定
    uint8_t t_sb     = 0;  // スタンドバイ時間は使用しない
    uint8_t filter   = 0;  // フィルタOFF
    uint8_t spi3w_en = 0;  // SPIは4線式
    uint8_t osrs_t   = 1;  // 温度オーバーサンプリング x1
    uint8_t osrs_p   = 1;  // 大気圧オーバーサンプリング x1
    uint8_t osrs_h   = 1;  // 湿度オーバーサンプリング x1
    uint8_t mode     = 1;  // 測定指示(1回測定したらスリープモードに移行)

    // 設定値をフォーマットに合わせる
    uint8_t ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode;
    uint8_t config_reg    = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en;
    uint8_t ctrl_hum_reg  = osrs_h;

    // BME280動作パラメータ書き込み
    spiWrite1ByteData(0xF2, ctrl_hum_reg);
    spiWrite1ByteData(0xF4, ctrl_meas_reg);
    spiWrite1ByteData(0xF5, config_reg);
    
    // 測定待ち
    //   statusレジスタを監視して測定完了を判断すべきだが
    //   while文での動作ができなかったので時間待ちで代用
    __delay_ms(10);
    
    // この段階でBME280の温湿度大気圧レジスタに測定値が格納されている
    // このあと自動的にスリープモードに入る

}


//
// 補正データ読み込み
//
void bme280ReadTrimmingParameters(void) {

    // 気温データ用補正データ
    dig_T1 = spiRead2BytesData(0x88);
    dig_T2 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x8A);
    dig_T3 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x8C);

    // 気圧データ用補正データ用補正データ
    dig_P1 = spiRead2BytesData(0x8E);
    dig_P2 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x90);
    dig_P3 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x92);
    dig_P4 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x94);
    dig_P5 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x96);
    dig_P6 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x98);
    dig_P7 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x9A);
    dig_P8 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x9C);
    dig_P9 = (int16_t)spiRead2BytesData(0x9E);

    // 湿度データ用補正データ用補正データ
    dig_H1 = spiRead1ByteData(0xA1);
    dig_H2 = (int16_t)spiRead2BytesData(0xE1);
    dig_H3 = spiRead1ByteData(0xE3);
    dig_H4 = (int16_t)((spiRead1ByteData(0xE4) << 4) | (spiRead1ByteData(0xE5) & 0x0F));
    dig_H5 = (int16_t)((spiRead1ByteData(0xE6) << 4) | (spiRead1ByteData(0xE5) >> 4));
    dig_H6 = (int8_t)spiRead1ByteData(0xE7);

}


// 
// 補正前の生の温湿度・気圧データ読み込み
// 
void bme280ReadMeasuredRawData() {

    // データ読み取り用配列
    uint32_t data[8];

    // スレーブセレクトアクティブ
    SPI_CSB = 0;

    // 読み込み開始アドレス指定
    spiSend8bit(0xF7 | 0b10000000);

    // 8バイト分のデータ読み込み
    for(int8_t i=0; i<8; i++){
      data[i] = spiReceive8bit();
    }

    // スレーブセレクトインアクティブ
    SPI_CSB = 0;

    // 読み込みしたデータから気温、湿度、気圧データを生成
    pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4);
    temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4);
    hum_raw  = (data[6] <<  8) | data[7];

}

//
// 気温データ補正
//   何をしているのかよくわからない
// 
int32_t bme280CompensateTemperature() {
  
    int32_t var1, var2, T;

    var1 = ((((temp_raw >> 3) - ((int32_t)dig_T1<<1))) * ((int32_t)dig_T2)) >> 11;
    var2 = (((((temp_raw >> 4) - ((int32_t)dig_T1)) * ((temp_raw>>4) - ((int32_t)dig_T1))) >> 12) * ((int32_t)dig_T3)) >> 14;
    t_fine = var1 + var2;
    T = (t_fine * 5 + 128) >> 8;

    return T; 

}


//
// 気圧データ補正
//   何をしているのかよくわからない
// 
uint32_t bme280CompensatePressure() {

    int32_t var1, var2;
    uint32_t P;

    var1 = (((int32_t)t_fine)>>1) - (int32_t)64000;
    var2 = (((var1>>2) * (var1>>2)) >> 11) * ((int32_t)dig_P6);
    var2 = var2 + ((var1*((int32_t)dig_P5))<<1);
    var2 = (var2>>2)+(((int32_t)dig_P4)<<16);
    var1 = (((dig_P3 * (((var1>>2)*(var1>>2)) >> 13)) >>3) + ((((int32_t)dig_P2) * var1)>>1))>>18;
    var1 = ((((32768+var1))*((int32_t)dig_P1))>>15);
    if (var1 == 0)
      return 0;

    P = (((uint32_t)(((int32_t)1048576)-pres_raw)-(var2>>12)))*3125;
    if(P<0x80000000)
      P = (P << 1) / ((uint32_t) var1);   
    else
      P = (P / (uint32_t)var1) * 2;

    var1 = (((int32_t)dig_P9) * ((int32_t)(((P>>3) * (P>>3))>>13)))>>12;
    var2 = (((int32_t)(P>>2)) * ((int32_t)dig_P8))>>13;
    P = (uint32_t)((int32_t)P + ((var1 + var2 + dig_P7) >> 4));

    return P;

}

//
// 湿度データ補正
//   何をしているのかよくわからない
// 
uint32_t bme280CompensateHumidity() {

    int32_t v_x1_u32r;

    v_x1_u32r = (t_fine - ((int32_t)76800));
    v_x1_u32r = (((((hum_raw << 14) -(((int32_t)dig_H4) << 20) - (((int32_t)dig_H5) * v_x1_u32r)) + 
             ((int32_t)16384)) >> 15) * (((((((v_x1_u32r * ((int32_t)dig_H6)) >> 10) * 
             (((v_x1_u32r * ((int32_t)dig_H3)) >> 11) + ((int32_t) 32768))) >> 10) + ((int32_t)2097152)) * 
             ((int32_t) dig_H2) + 8192) >> 14));
    v_x1_u32r = (v_x1_u32r - (((((v_x1_u32r >> 15) * (v_x1_u32r >> 15)) >> 7) * ((int32_t)dig_H1)) >> 4));
    // v_x1_u32r = (v_x1_u32r < 0 ? 0 : v_x1_u32r);
    if( v_x1_u32r < 0 ){
        v_x1_u32r = 0;
    }
    // v_x1_u32r = (v_x1_u32r > 419430400 ? 419430400 : v_x1_u32r);
    if( v_x1_u32r > 419430400 ) {
        v_x1_u32r = 419430400;
    }

    return (uint32_t)(v_x1_u32r >> 12);

}


//
// SPIデータを指定アドレスから2バイト読み込み
// 
uint16_t spiRead2BytesData(uint8_t address) {

    uint8_t  data_low, data_high;  // 読み込んだ1バイトデータ格納用
    uint16_t data;  // 2バイトデータ用

    // チップセレクトを0にしてセンサモジュールとの通信開始
    SPI_CSB = 0;

    // 読み込みデータアドレス指定
    spiSend8bit(address);

    // 指定アドレスとその次のアドレスのデータを2バイト読み込み
    data_low  = spiReceive8bit();
    data_high = spiReceive8bit();

    //16ビットデータにする
    data = (data_high << 8) | data_low;

    // チップセレクトを1にして通信終了
    SPI_CSB = 1;

    return data;

}


//
// SPIデータを指定アドレスから1バイト読み込み
// 
uint8_t spiRead1ByteData(uint8_t address) {

    // 受信データ格納変数
    uint8_t data;

    // チップセレクトを0にしてセンサモジュールとの通信開始
    SPI_CSB = 0;

    // SPI通信手順によりアドレスを送信
    spiSend8bit(address);

    // SPI通信手順によりデータを受信
    data = spiReceive8bit();

    // チップセレクトを1にして通信終了
    SPI_CSB = 1;

    // 受信したーデータを返す
    return data;

}


//
// SPIデータを指定アドレスに1バイト書き込み
//
void spiWrite1ByteData(uint8_t address, uint8_t data) {

    // チップセレクトを0にしてセンサモジュールとの通信開始
    SPI_CSB = 0;

    // アドレス指定(書き込みは最上位ビット0)
    spiSend8bit(address & 0b01111111);

    // データ書き込み
    spiSend8bit(data);

    // チップセレクトを1にして通信終了
    SPI_CSB = 1;
  
}

//
// SPIデータ8ビット書き込み
//   SCK/MOSI制御のための関数であるため
//   スレーブセレクト信号はこの関数の前後で制御すること
void spiSend8bit(uint8_t data) {

    // 8ビット分繰り返す
    for (int8_t i=7; i>=0; i--) {

        // (1)クロックを0にする
        SPI_SCK = 0;
        
        // (2)MOSIにデータをセットする
        if( data & (1<<i) ) {
            SPI_MOSI = 1;
        } else {
            SPI_MOSI = 0;
        }
      
        // (3)クロックを1にする
        SPI_SCK = 1;
    }

}

//
// SPIデータ8ビット読み込み
//   SCK/MOSI制御のための関数であるため
//   スレーブセレクト信号はこの関数の前後で制御すること
//
uint8_t spiReceive8bit() {

    // 受信データ格納変数
    uint8_t read_data = 0;

    // 8ビット分繰り返す
    for (int8_t i=7; i>=0; i--) {

        // 受信データ変数を1ビット左シフト
        read_data <<= 1;

        // (1)クロックを0にする
        SPI_SCK = 0;
        
        // (2)クロックを1にする
        SPI_SCK = 1;

        // (3)この時点でセンサからのデータを読めるので、MISOのピン状態を読む
        if(SPI_MISO){
            read_data |= 1;
        }
    }

    // 受信したデータを返す
    return read_data;

}

 

更新履歴

日付 内容
2018.7.29 新規投稿
2019.5.14 BME280の強制測定モードの際、測定が完了するまで待つ処理(10ms)を追加