AM2302 温湿度センサーの使い方 ドライバー作成

AM2302温湿度センサー

PIC16F1827を使用で、ドライバー作成。

ピン配

1:VDD 3.3Vから5.5V（５V推奨）
2:SDA シリアルデータ線（双方向通信）
3:NC なにも繋げない
4:GND
※SDAにはプルアップ抵抗でHighにする。通常、５ＫΩの抵抗を使用。

データフォーマット、プロトコル
（AM2302データシートより）

スタート：マイコンが１ｍｓ以上Ｌｏｗにすることで、通信開始。
レスポンス：センサーが、マイコンに送信。これで通信接続完了。
湿度：上位バイト
湿度：下位バイト
温度：上位バイト（最上位バイトは、符号。マイナス温度）
温度：下位バイト
パリティービット（前述４バイトを加算したもの）

通信タイミング

湿度、温度ともに16ビットデータ。小数点1桁を含む値が実データ。送信データは10倍されて、すべて整数になっている。

シリアルバスは、５Vでプルアップされている。マイコンがバスラインをLowにさげると通信開始。条件は、１ｍｓ以上、Lowを保持すること。そのあとは、即座に、IOディレクションを入力に変更して、バスラインを開放する。

レスポンスタイミングの80usは、計測していない。データの整合性は、すべてパリティチェックで行う。ここでは、
LOWからHighに移行することだけを確認するにとどめても、問題ない。

データ取得部で、ビットデータを受信するには、ビットデータのHigh時間を計測する。Low時間は、”０”と”１”でおなじ、５０usなので、LowからHigh変わった瞬間から計測開始し、Lowに落ちたら計測を終了する。計測時間が一定以上の長さなら、そのビットデータは”１”。それ以外は、”０”としてデータを格納していく。Whileループの中で、カウンタをインクリメントして計測する。

<略>
    while(!AM2302_SDA_BIT);//Lowであれば待機
    while(AM2302_SDA_BIT)//Highであるならば、計測カウント中。
    {//High時間の計測
        __delay_us(3);
        timeUpCnt++;
        if(timeUpCnt >=20)	return AM2302_EROOR_NG2;//長すぎるとエラー
	}
    //一定時間以上Highを持続していた場合はビットデータは１
    if(timeUpCnt>=10)//要：オシロスコープで確認調整。
    {
        AM2302.Data[num]|=0x01;
    }
<略>

計算式（AM2302データシートより）

AM2302ドライバーコード

PIC16F1827ピン割付表

IOピンのdefine定義を変えれば、他のピックマイコンにすぐに移植できます。

AM2302.h

//-------------------
//AM2302	Temperature and humidity module driver
//AM2302.h
//2025.11.07
//-------------------


#define High	1	//pin level
#define Low		0	//pin level
//error code
#define AM2302_EROOR_TUP0 0x40
#define AM2302_EROOR_TUP1 0x41
#define AM2302_EROOR_TUP2 0x42
#define AM2302_EROOR_NG0	0x30
#define AM2302_EROOR_NG1 0x31
#define AM2302_EROOR_NG2	0x32
#define AM2302_EROOR_NG3 0x33
//ack code
#define AM2302_ACK 0x11
//IO direction setting
#define AM2302_SET_TRISX	TRISA
//IOpin assignment IOpin指定
#define	AM2302_SDA_BIT	RA3	//RA3
//AM2302 receiving bit maximum number
#define AM2302_MAXBITNUM 40


//AM2302構造体メンバ宣言
typedef struct
{
    unsigned char Data[5];//受信生データreceived data
    unsigned int val[4];  //計算バッファcalculation buffer
    unsigned char humi[2];//湿度データhumidity data
    signed char temp[2];  //温度データtemparature data
    unsigned char sign[2];//氷点下表示below 0C sign 
}_ams2302;

extern _ams2302 AM2302;//AM2302データ計算格納

//AM2302初期化処理関数
void initAM2302(void);
//AM2302 データ取得関数
unsigned char AM2302_GetData(void);

AM2302.c

//-------------------
//AM2302	driver
//AM2302.c
//2025.11.07
//-------------------
#include <xc.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include "Peripheral.h"
#include "AM2302.h"

//AM2302データ構造体のメモリ確保
_ams2302 AM2302;//AM2302データ計算格納

/**
 * 関数名：initAM2302
 * AM2302初期化関数
 */
void initAM2302(void)
{
	AM2302_SET_TRISX=0x00;//割り当てポートピンディレクション:出力
	AM2302_SDA_BIT = High;//割り当てポートピンの初期化
	__delay_ms(100);
}


/**
 * 関数名：AM2302_GetData
 * 温湿度データの取得
 * 受信データはグローバル変数に格納。
 * @return 成功：ACK(0x11) 失敗：エラーコード
 */
unsigned char AM2302_GetData(void)
{
	char num;
	unsigned char timeUpCnt;//for Time UP Counter
	unsigned char bitCnt;//bit counter
	unsigned char checkSum;//checkSum fifth byte 
	
    //rocal values clear
    bitCnt=0;
	checkSum=0;
	timeUpCnt=0;
	
    //receiving buffer value clear
    AM2302.Data[0]=0x00;
    AM2302.Data[1]=0x00;
    AM2302.Data[2]=0x00;
    AM2302.Data[3]=0x00;
    AM2302.Data[4]=0x00;
	
	//ピン設定：出力　Pin Direction OUTPUT
	AM2302_SET_TRISX=0x00;
	//スタート発令 MCU sends out Start Transaction--------------------
	AM2302_SDA_BIT = Low;
	__delay_ms(10);
	//ピン設定：入力PIN Direction Change Input RC3:input mode
	AM2302_SET_TRISX=0x08;	
    //IOpin is pulled up for high level. 
	__delay_us(30);//waiting for slope up and terminate start state
	
	/*timeUpCnt=0;
	while(High==AM2302_SDA_BIT)
    {	
		timeUpCnt++;
		if(timeUpCnt>=255) return AM2302_EROOR_TUP0;
	}//<====2018.11.16 omitted*/
    
    //AM2302 sends out Response signal-------------------------------
    timeUpCnt=0;
	while(Low==AM2302_SDA_BIT)//Low->High loop 80us
	{	
		timeUpCnt++;
        __delay_us(3);
		if(timeUpCnt>=255) return AM2302_EROOR_TUP1;
	}
    timeUpCnt=0;
    
	while(High==AM2302_SDA_BIT)//High->Low loop 80us
	{   
		timeUpCnt++;
        __delay_us(3);
		if(timeUpCnt>=255){
            return AM2302_EROOR_TUP2;
        }
         //bit0は、必ずLowに落ちて、ループ離脱。
	}
   
	//AM2302 begins sending Data------------------------------------
	timeUpCnt=0;
	num=0;//格納先配列番号
	do
	{
		while(!AM2302_SDA_BIT);
		while(AM2302_SDA_BIT)
		{//High時間の計測
            __delay_us(3);
			timeUpCnt++;
			if(timeUpCnt >=20)	return AM2302_EROOR_NG2;
		}
	
        //一定時間以上Highを持続していた場合はビットデータは１
		if(timeUpCnt>=10)//要：オシロスコープで確認調整。
		{
			AM2302.Data[num]|=0x01;
		}
	
		bitCnt++;		
		if(bitCnt%8==0)
		{//8bitごとに格納先を変える
			num++;
		}
		else
		{
			AM2302.Data[num]<<=1;
		}	
	
		timeUpCnt=0;
	}while(bitCnt < AM2302_MAXBITNUM);//40bit格納で終了。
    //AM2302データ受信完了　IOピンを再初期化--------------------------------
	AM2302_SET_TRISX=0x00;
	AM2302_SDA_BIT =High;
	//CheckSum-----------------------------------------------------------
	checkSum = (AM2302.Data[0] + AM2302.Data[1] +AM2302.Data[2] + AM2302.Data[3] & 0xFF);
	if(checkSum==AM2302.Data[4])
	{//チェックサム合格
        //humidity calculation.
        AM2302.val[0]= AM2302.Data[0]*256;
        AM2302.val[1]= AM2302.Data[1];
        AM2302.humi[0]=(AM2302.val[0]+AM2302.val[1])/10;//湿度整数部
        AM2302.humi[1]=(AM2302.val[0]+AM2302.val[1])%10;//湿度小数部
        AM2302.val[2]=(AM2302.Data[2] & 0x7F)*256;
        AM2302.val[3]=AM2302.Data[3];
        //temperature below zero checking　マイナス温度
        if((AM2302.Data[2]&0x80) ==0x80)
        {
            AM2302.sign[0]=-1;
            AM2302.sign[1]='-';
        }
        else
        {
            AM2302.sign[0]=1;
            AM2302.sign[1]=' ';
        }
        //temperature calculation.
        AM2302.temp[0]=AM2302.sign[0]*((AM2302.val[2]+AM2302.val[3])/10);//温度整数部
        AM2302.temp[1]=(AM2302.val[2]+AM2302.val[3])%10;//温度小数部
		return AM2302_ACK;
	}
	else
	{//チェックサムエラー
		return checkSum;
	}
}

main.c

// PIC16F1827 Configuration Bit Settings

// 'C' source line config statements

// CONFIG1
//#pragma config FOSC = HS      // Oscillator Selection (HS Oscillator, High-speed crystal/resonator connected between OSC1 and OSC2 pins)
#pragma config FOSC = INTOSC    // Oscillator Selection (INTOSC oscillator: I/O function on CLKIN pin)
#pragma config WDTE = OFF       // Watchdog Timer Enable (WDT disabled)
#pragma config PWRTE = OFF      // Power-up Timer Enable (PWRT disabled)
#pragma config MCLRE = ON       // MCLR Pin Function Select (MCLR/VPP pin function is MCLR)
#pragma config CP = OFF         // Flash Program Memory Code Protection (Program memory code protection is disabled)
#pragma config CPD = OFF        // Data Memory Code Protection (Data memory code protection is disabled)
#pragma config BOREN = ON       // Brown-out Reset Enable (Brown-out Reset enabled)
#pragma config CLKOUTEN = OFF   // Clock Out Enable (CLKOUT function is disabled. I/O or oscillator function on the CLKOUT pin)
#pragma config IESO = ON        // Internal/External Switchover (Internal/External Switchover mode is enabled)
#pragma config FCMEN = ON       // Fail-Safe Clock Monitor Enable (Fail-Safe Clock Monitor is enabled)

// CONFIG2
#pragma config WRT = OFF        // Flash Memory Self-Write Protection (Write protection off)
#pragma config PLLEN = ON       // PLL Enable (4x PLL enabled)
#pragma config STVREN = ON      // Stack Overflow/Underflow Reset Enable (Stack Overflow or Underflow will cause a Reset)
#pragma config BORV = LO        // Brown-out Reset Voltage Selection (Brown-out Reset Voltage (Vbor), low trip point selected.)
#pragma config LVP =ON      // Low-Voltage Programming Enable (Low-voltage programming enabled)

// #pragma config statements should precede project file includes.
// Use project enums instead of #define for ON and OFF.

#include <xc.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "Interrupt.h"
#include "Peripheral.h"
#include "I2C_MSSP1.h"
#include "LCDdriver.h"
#include "AM2302.h"

#define _XTAL_FREQ  16000000

void Oscillator_Init(void);
void Port_Init(void);

char txt[20];//LCD文字列表示格納配列

void main(void)
{    
    uint8_t length=0;
    uint8_t ret;
    //Basic Hard Initialize
    Oscillator_Init();
    Port_Init(); 
    
    //Peripheral初期化
    Timer0_INIT();
    USART_INIT();
    I2C1_Reg_Init();//I2C初期化
        
    //LCD SC1602　初期化
    LCD_Init(LcdDeviceAdd);//Fclock=100kHzで初期化。
    SSP1ADD=0x09;//Fosc=16MHz Fclock=400kHz
    LCD_Printf(LcdDeviceAdd,"PIC16F1827",10,0x80);
    
    //AM2302初期化
    initAM2302();
    
    //割り込み許可
    Interrupt_START();
    
    while(1)
    {
        //USART 割り込み処理
        if(usart.rxCompleted)
        {
            usart.rxCompleted=false;
            printf("%s\n",usart.rxBuf);
            usart.length=0;
            PIE1bits.RCIE=1;
        }
        
        //Timer0 割り込み処理
        if(tm0.up)
        {
            tm0.up=false;
            LATBbits.LATB0=1;
            
            //AM2302温湿度データの取得と表示
            ret=AM2302_GetData();
            if(ret == AM2302_ACK)
            {
                printf("%2x,%2x,%2x,%2x\n\r",AM2302.Data[0],AM2302.Data[1],AM2302.Data[2],AM2302.Data[3]);
                printf("%d.%d %d.%d\n\r",AM2302.humi[0],AM2302.humi[1],AM2302.temp[0],AM2302.temp[1]);            
                length = sprintf(txt,"%d.%d%% %d.%dC",AM2302.humi[0],AM2302.humi[1],AM2302.temp[0],AM2302.temp[1]);
                LCD_Printf(LcdDeviceAdd,txt,length,0xC0);
            }
            LATBbits.LATB0=0;
            INTCONbits.TMR0IE=1;
        }   
        
        
    }
    return;
}

void Oscillator_Init(void)
{
    OSCCONbits.SPLLEN=0;
    OSCCONbits.IRCF=0b1111;//16Mhz
    OSCCONbits.SCS=0b10;//InternalOscillator
}

void Port_Init(void)
{
    TRISA=0x00;
    ANSELA=0x00;
    TRISB=0x04;     //RX:RB2
    ANSELB=0x00;
    PORTA=0x00;
    PORTB=0x00;  
    //Altanative Pin Selective
    APFCON0bits.RXDTSEL=1;  //RX:RB2
    APFCON1bits.TXCKSEL=1;  //TX:RB5
    //I2Cpin
    TRISBbits.TRISB1=1;//I2C1:SDA1
    TRISBbits.TRISB4=1;//I2C1:SCL1
}