可以计算海拔高度的BMP180气压传感器，你会使用吗？
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
在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0xF4的bit5为Sco，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0xF4的bit6~bit7为Oss，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