接入温湿度风扇产品固件（仲裁/条件/定时/显示），并补齐规格书与外设驱动
新增 usr_app 产品逻辑：手动>定时>条件仲裁、条件控温湿、定时任务、数码管显示、 按键/LED、风扇档位、NVM 掉电恢复、配对与开关机，上电按规格恢复上次状态。 新增 usr_periph：AHT20、CT1642、板级引脚与硬件封装；见宝协议 cond_config 改为 7 字节编解码，并接入产品 DP。 补充《温湿度风扇_固件需求规格书》，工程加入对应源文件。 .gitignore 忽略 WorkBuddy/Cursor 本地会话
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,436 @@
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/******************************************************************************
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* @file bsp_aht20.c
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* @brief CBR3 AHT20 软件 I2C 驱动实现
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* @author cyWu <1917507415@qq.com>
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* @date 2026.08.29
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* @version V1.0.3
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* @history
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* - V1.0.0, 2026.08.29, cyWu, 首次发布
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* - V1.0.1, 2026.08.29, cyWu, 修复 SCL 高电平期间推挽输出 SDA 导致的假 STOP
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* （读数据必 CRC fail 的根因）；补 AHT20 0x71 校准检查 + 0xBE 初始化
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* - V1.0.2, 2026.08.29, cyWu, 排障结束：回退诊断代码（电平自检/地址扫描/IN 直读），
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* 保留时序修复、内部上拉依赖、总线恢复、0x71/0xBE 初始化流程
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* - V1.0.3, 2026.08.29, cyWu, IO 分离：AHT20 独占 PC4(SCL)/PC5(SDA)，删除
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* bsp_bus 共线锁与 measure_start/finish 拆分锁，采集恢复一次完成；
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* PC4/PC5 上拉配置从 bsp_bus_init 移入本文件 init
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******************************************************************************/
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#include "bsp_aht20.h"
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#include "board_pin.h"
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#include "asm/gpio.h"
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#define LOG_TAG_CONST APP
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#define LOG_TAG "[AHT20]"
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#define LOG_ERROR_ENABLE
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#define LOG_INFO_ENABLE
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#include "debug.h"
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#define AHT20_ADDR_W 0x70 /**< 写地址（7bit 0x38 << 1） */
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#define AHT20_ADDR_R 0x71 /**< 读地址 */
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#define AHT20_CMD_MEASURE 0xAC
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#define AHT20_CMD_INIT 0xBE /**< 初始化校准寄存器命令 */
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#define AHT20_CMD_SOFTRESET 0xBA /**< 软复位命令（备用） */
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#define AHT20_READ_LEN 7 /**< status + 20bit humi + 20bit temp + crc */
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static uint8_t s_inited;
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/* 软件 I2C：PC5=SDA（三态开漏，内部上拉 + 外部 4.7~10k 双保险），PC4=SCL（推挽）
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*
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* ⚠ 时序铁律：SDA 的方向切换 / 推挽输出只能在 SCL=0 时进行！
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* 若在 SCL=1 期间把 SDA 推挽输出为高，而从机正拉低 SDA（数据位 0 或 ACK），
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* 会在 SCL 高电平期间制造 SDA 上升沿 = 从机误判 STOP，传输中止 →
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* 之后读到的全是上拉的垃圾字节 → CRC fail（V1.0.0 实测 bug）。
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*
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* ⚠ IO 分离（V1.0.3）：CT1642 已移到 PG0/PG1，本驱动独占 PC4/PC5，
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* 无总线锁、无模式切换，可直接调用。
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*/
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/**
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* @brief ~2us 延时（24MHz，约 48 条指令），对应 I2C ≤250kHz
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* @return 无
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*/
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static void i2c_delay(void)
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{
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volatile uint32_t i;
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|
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for (i = 0; i < 16; i++) {
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/* nop */
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}
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||||
}
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/**
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||||
* @brief SCL 拉高/拉低（SCL 推挽输出，主控独占驱动，无方向切换）
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* @param level 1=高，0=低
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* @return 无
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*/
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static void i2c_scl(uint8_t level)
|
||||
{
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||||
gpio_direction_output(BOARD_TH_SCL_PIN, level ? 1 : 0);
|
||||
i2c_delay();
|
||||
}
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|
||||
/**
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||||
* @brief 设置 SDA 输出电平（内部含"输出高=推 1 后切高阻"）
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||||
* @note ⚠ 仅允许在 SCL=0 时调用（START/STOP 条件除外，那两处从机不驱动总线）
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||||
* @param level 1=高（推 1 后切高阻，靠外部上拉保持），0=低（推挽拉低）
|
||||
* @return 无
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||||
*/
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||||
static void i2c_sda_out(uint8_t level)
|
||||
{
|
||||
if (level) {
|
||||
gpio_direction_output(BOARD_TH_SDA_PIN, 1);
|
||||
gpio_set_direction(BOARD_TH_SDA_PIN, 1); /* 高阻，外部上拉拉高 */
|
||||
} else {
|
||||
gpio_direction_output(BOARD_TH_SDA_PIN, 0);
|
||||
}
|
||||
i2c_delay();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 释放 SDA 为输入（高阻）
|
||||
* @note ⚠ 仅允许在 SCL=0 时调用；释放后用 i2c_sda_read() 采样
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||||
* @return 无
|
||||
*/
|
||||
static void i2c_sda_release(void)
|
||||
{
|
||||
gpio_direction_output(BOARD_TH_SDA_PIN, 1);
|
||||
gpio_set_direction(BOARD_TH_SDA_PIN, 1);
|
||||
i2c_delay();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 采样 SDA 电平（调用时 SDA 必处于输入态）
|
||||
* @return 1=高，0=低
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||||
*/
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||||
static uint8_t i2c_sda_read(void)
|
||||
{
|
||||
return (uint8_t)(gpio_read(BOARD_TH_SDA_PIN) ? 1 : 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief I2C START：SCL 高时 SDA 高→低
|
||||
* @note 起始时 SCL 必为低（上一帧收尾），先释放 SDA 再抬 SCL
|
||||
* @return 无
|
||||
*/
|
||||
static void i2c_start(void)
|
||||
{
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
i2c_sda_out(1);
|
||||
i2c_scl(1);
|
||||
i2c_sda_out(0); /* SCL 高时 1→0 = START */
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief I2C STOP：SCL 高时 SDA 低→高
|
||||
* @return 无
|
||||
*/
|
||||
static void i2c_stop(void)
|
||||
{
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
i2c_sda_out(0);
|
||||
i2c_scl(1);
|
||||
i2c_sda_out(1); /* SCL 高时 0→1 = STOP；此时从机已释放总线，推 1 无冲突 */
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 写一个字节（MSB 先；每位 SDA 都在 SCL 低电平期间变化）
|
||||
* @param byte 数据
|
||||
* @return 无
|
||||
*/
|
||||
static void i2c_write_byte(uint8_t byte)
|
||||
{
|
||||
uint8_t i;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < 8; i++) {
|
||||
i2c_sda_out((uint8_t)((byte & 0x80u) ? 1 : 0));
|
||||
byte <<= 1;
|
||||
i2c_scl(1);
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 等待从机 ACK（第 9 个时钟；SDA 方向切换只在 SCL=0 时做）
|
||||
* @return 0=收到 ACK，1=NACK
|
||||
*/
|
||||
static uint8_t i2c_wait_ack(void)
|
||||
{
|
||||
uint8_t ack;
|
||||
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
i2c_sda_release(); /* SCL 低时切输入，绝不污染 SCL 高电平区间 */
|
||||
i2c_scl(1);
|
||||
ack = i2c_sda_read();
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
return ack; /* 0=ACK（从机拉低），1=NACK */
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 读一个字节（先在 SCL=0 时释放 SDA，循环内只采样不切方向）
|
||||
* @param ack 1=收完发 ACK（继续读），0=发 NACK（最后一字节）
|
||||
* @return 读到的字节
|
||||
*/
|
||||
static uint8_t i2c_read_byte(uint8_t ack)
|
||||
{
|
||||
uint8_t i;
|
||||
uint8_t byte = 0;
|
||||
|
||||
i2c_sda_release();
|
||||
for (i = 0; i < 8; i++) {
|
||||
i2c_scl(1);
|
||||
byte = (uint8_t)((byte << 1) | i2c_sda_read());
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
}
|
||||
i2c_sda_out(ack ? 0 : 1); /* 第 9 位：ACK 拉低 / NACK 释放（SCL 低时设置） */
|
||||
i2c_scl(1);
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
i2c_sda_out(1);
|
||||
return byte;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief CRC8（poly 0x31，init 0xFF）
|
||||
* @param data 数据指针
|
||||
* @param len 长度
|
||||
* @return CRC 值
|
||||
*/
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||||
static uint8_t aht20_crc8(const uint8_t *data, uint8_t len)
|
||||
{
|
||||
uint8_t crc = 0xFF;
|
||||
uint8_t i, b;
|
||||
|
||||
for (i = 0; i < len; i++) {
|
||||
crc ^= data[i];
|
||||
for (b = 0; b < 8; b++) {
|
||||
crc = (uint8_t)((crc & 0x80u) ? ((crc << 1) ^ 0x31u) : (crc << 1));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return crc;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief I2C 总线恢复：发 9 个 SCL 时钟 + STOP，解开"从机拉死 SDA"的卡死态
|
||||
* @note 卡死场景：之前某次传输中途被复位/打断，从机停在"还有 N 位没发完"，
|
||||
* 持续拉低 SDA，此后所有 START/ACK 全废。标准 I2C 恢复手段。
|
||||
* @return 无
|
||||
*/
|
||||
static void i2c_bus_recover(void)
|
||||
{
|
||||
uint8_t i;
|
||||
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
i2c_sda_release(); /* 释放 SDA（SCL=低时切输入） */
|
||||
for (i = 0; i < 9; i++) {
|
||||
i2c_scl(1);
|
||||
if (i2c_sda_read()) {
|
||||
break; /* SDA 回到高：从机已释放 */
|
||||
}
|
||||
i2c_scl(0);
|
||||
}
|
||||
i2c_stop(); /* 补一个 STOP 收尾 */
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 读状态寄存器（0x71）：检查校准使能位，未校准则发 0xBE 0x08 0x00
|
||||
* @note IO 分离后 AHT20 独占 PC4/PC5，无需总线锁，直接调用
|
||||
* @return 0=就绪（已校准），-1=通讯失败
|
||||
*/
|
||||
static int8_t aht20_check_and_calib(void)
|
||||
{
|
||||
uint8_t status;
|
||||
|
||||
/* 写 0x71 读状态命令 */
|
||||
i2c_start();
|
||||
i2c_write_byte(AHT20_ADDR_W);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_write_byte(0x71);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_stop();
|
||||
|
||||
/* 读 1 字节状态 */
|
||||
i2c_start();
|
||||
i2c_write_byte(AHT20_ADDR_R);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
status = i2c_read_byte(0);
|
||||
i2c_stop();
|
||||
|
||||
if (status & 0x08u) {
|
||||
return 0; /* Bit3 Calibration Enabled：出厂默认已校准 */
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 未校准：发初始化命令 0xBE 0x08 0x00 */
|
||||
log_error("aht20 not calib(0x%02x), init 0xBE\n", status);
|
||||
i2c_start();
|
||||
i2c_write_byte(AHT20_ADDR_W);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_write_byte(AHT20_CMD_INIT);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_write_byte(0x08);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_write_byte(0x00);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_stop();
|
||||
return 0;
|
||||
|
||||
fail:
|
||||
i2c_stop();
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 初始化：配置 PC4/PC5 + 软件 I2C 总线复位 + 0x71 校准检查 + 0xBE 初始化
|
||||
* @return 无
|
||||
*/
|
||||
void bsp_aht20_init(void)
|
||||
{
|
||||
if (s_inited) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
#if BOARD_TH_ENABLE
|
||||
/* 上电后等待 ≥100ms 由 app 启动节奏保证，此处直接操作 */
|
||||
/* PC5(SDA) 开内部上拉：I2C 释放 SDA 后必须有上拉，否则浮空
|
||||
* （实测无上拉时：init 读状态=0xFF 假 init ok；等 80ms 后漏电读全 0 → crc fail）。
|
||||
* 板上有外部 4.7~10k 上拉时双保险。PC4(SCL) 推挽驱动，上拉无害防浮空。 */
|
||||
gpio_set_pull_up(BOARD_TH_SDA_PIN, 1);
|
||||
gpio_set_pull_down(BOARD_TH_SDA_PIN, 0);
|
||||
gpio_set_die(BOARD_TH_SDA_PIN, 1);
|
||||
gpio_set_pull_up(BOARD_TH_SCL_PIN, 1);
|
||||
gpio_set_pull_down(BOARD_TH_SCL_PIN, 0);
|
||||
gpio_set_die(BOARD_TH_SCL_PIN, 1);
|
||||
|
||||
/* 总线复位：先 9 clock + STOP 解开可能的从机卡死，再补一次 STOP */
|
||||
i2c_bus_recover();
|
||||
i2c_stop();
|
||||
|
||||
if (aht20_check_and_calib() == 0) {
|
||||
log_info("aht20 init ok\n");
|
||||
} else {
|
||||
/* 校准检查失败不阻塞测量（多数 AHT20 出厂已校准），后续采样重试；
|
||||
* 顺带做一次总线恢复，解开可能的从机卡死 */
|
||||
log_error("aht20 calib check fail\n");
|
||||
i2c_bus_recover();
|
||||
}
|
||||
s_inited = 1;
|
||||
#else
|
||||
log_info("aht20 disabled\n");
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 发起一次测量：发 0xAC 0x33 0x00
|
||||
* @note 调用后必须等 ≥80ms 再 bsp_aht20_measure_finish。等待期间 I2C 总线
|
||||
* 空闲（AHT20 内部测量），CT1642 在 PG0/PG1 独立刷新，互不影响。
|
||||
* @return 0=命令已发出，非 0=失败
|
||||
*/
|
||||
int8_t bsp_aht20_measure_start(void)
|
||||
{
|
||||
#if !BOARD_TH_ENABLE
|
||||
return -1;
|
||||
#else
|
||||
if (!s_inited) {
|
||||
bsp_aht20_init(); /* init 失败时此处补做 */
|
||||
if (!s_inited) {
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
i2c_start();
|
||||
i2c_write_byte(AHT20_ADDR_W);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
log_error("addr nack\n");
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_write_byte(AHT20_CMD_MEASURE);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
log_error("cmd nack\n");
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_write_byte(0x33);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
log_error("param1 nack\n");
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_write_byte(0x00);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
log_error("param2 nack\n");
|
||||
goto fail;
|
||||
}
|
||||
i2c_stop();
|
||||
return 0;
|
||||
|
||||
fail:
|
||||
i2c_stop();
|
||||
return -1;
|
||||
#endif
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* @brief 读取测量结果：读 7 字节 + CRC8 校验 + 换算
|
||||
* @param temp_x10 输出温度 ×10（如 25.3℃ → 253）
|
||||
* @param humi_pct 输出湿度 0~100 整数 %
|
||||
* @return 0=成功；-1=通讯失败（CRC 错/超时/忙）
|
||||
*/
|
||||
int8_t bsp_aht20_measure_finish(int16_t *temp_x10, uint8_t *humi_pct)
|
||||
{
|
||||
#if !BOARD_TH_ENABLE
|
||||
return -1;
|
||||
#else
|
||||
uint8_t buf[AHT20_READ_LEN];
|
||||
uint8_t i;
|
||||
uint32_t humi_raw;
|
||||
uint32_t temp_raw;
|
||||
int32_t temp_10;
|
||||
int8_t ret = -1;
|
||||
|
||||
i2c_start();
|
||||
i2c_write_byte(AHT20_ADDR_R);
|
||||
if (i2c_wait_ack()) {
|
||||
log_error("read addr nack\n");
|
||||
goto out;
|
||||
}
|
||||
for (i = 0; i < AHT20_READ_LEN; i++) {
|
||||
buf[i] = i2c_read_byte((uint8_t)((i < (AHT20_READ_LEN - 1)) ? 1 : 0));
|
||||
}
|
||||
i2c_stop();
|
||||
|
||||
if (aht20_crc8(buf, AHT20_READ_LEN - 1) != buf[AHT20_READ_LEN - 1]) {
|
||||
log_error("crc fail: %02X %02X %02X %02X %02X %02X crc=%02X\n",
|
||||
buf[0], buf[1], buf[2], buf[3], buf[4], buf[5], buf[6]);
|
||||
goto out;
|
||||
}
|
||||
if (buf[0] & 0x80u) { /* busy 位 */
|
||||
log_error("sensor busy\n");
|
||||
goto out;
|
||||
}
|
||||
|
||||
humi_raw = ((uint32_t)buf[1] << 12u) | ((uint32_t)buf[2] << 4u) | ((uint32_t)buf[3] >> 4u);
|
||||
temp_raw = (((uint32_t)buf[3] & 0x0Fu) << 16u) | ((uint32_t)buf[4] << 8u) | (uint32_t)buf[5];
|
||||
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||||
/* T = raw * 200 / 2^20 - 50（℃）；×10 输出。整数运算：raw*2000 最大 ~2e7，int32 安全 */
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temp_10 = (int32_t)((temp_raw * 2000u) / 1048576u) - 500;
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*temp_x10 = (int16_t)temp_10;
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*humi_pct = (uint8_t)((humi_raw * 100u) / 1048576u);
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if (*humi_pct > 100) {
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*humi_pct = 100;
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}
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ret = 0;
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out:
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return ret;
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#endif
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}
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