BMP180测量海拔高度传感器单片机程序+资料

在测量海拔高度时，传统的做法是通过测量某一高度的大气压力，再经过换算才能得到高度数据。为了测量大气压力，就得用上气压传感器，下面就来讨论一下气压传感器的应用。

气压传感器是压力传感器中的一种，它专用于测量气体的绝对压强。目前市场上能见到的气压传感器有很多种，下面就以市场上常见的Bosch公司推出的BMP180来进行讨论。BMP180不仅可以实时的测量大气压力，还能测量实时温度。同时它还具有IIC总线的接口，便于单片机进行访问。另外它的使用也很方便，不需要太多的操作就可读取到气压及测量数据。

BMP180采用强大的8脚陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，它性能卓越，内置有校准补偿，绝对精度最低可以达到0.03hPa（0.25米），并且耗电极低，只有3μA。气压测量范围从300hPa到1100hPa，换算成高度为海拔9000米到500米。下图是其封装外形和引脚排列。

      

引脚各功能如下：1脚（GND）接电源地，2脚（EOC）为完成转换输出，3脚（VDDA）为正电源，4脚（VDDD）为数字正电源，5脚为空，6脚（SCL）为IIC的时钟端，7脚（SDA）为IIC的数据端，8脚（XCLR）为主清除信号输入端，低电平有效，用来复位BMP180和初始化寄存器和控制器，在不用的情况下可以空置。

BMP180的工作电压为1.8V~3.6V，典型工作电压为2.5V，其与单片机相连的典型电路如下图所示。

从上图中可以看到，BMP180内包含有电阻式压力传感器、AD转换器和控制单元，其中控制单元包括了EEPROM和IIC接口。读取BMP180时会直接传送没有经过补偿的温度值和压力值。而在EEPROM中则储存了176位单独的校准数据，这些数据将对读取的温度压力值进行补偿。176位的EEPROM被划分为11个字，每个字16位，这样就包含有11个校准系数。每个器件模块都有自己单独的校准系数，在第一次计算温度压力数据之前，单片机就应该先读出读出EEPROM中的这些校准数据，然后再开始采集数据温度和压力数据。

和所有的IIC总线器件一样，BMP180也有一个器件的固定地址，根据其数据手册，出厂时默认BMP180的从机地址为0xEE（写入方向），或0xEF（读出方向）。温度数据UT和压力数据UP都存储在寄存器的第0到15位之中，压力数据UP的精度还可扩展至16~19位。

  

上图中左边是Bosch公司技术手册上提供的读取顺序的流程图，右边是EEPROM中的校准数据。

从流程图中可以看出，单片机发送开始信号启动温度和压力测量，经过一定的转换时间（4.5ms）后，从IIC接口读出结果。为了将温度的单位换算成℃和将压力的单位换算成hPa，需要用到EEPROM中的校准数据来进行补偿计算，这些数据也可以从IIC接口读出。事实上，EEPROM中的这些校准数据应该在程序初始化的时候就读出，以方便后面的计算。 在同一个采样周期中BMP180可以采128次压力值和1次温度值，并且这些值在读取后会被及时更新掉。若不想等待到最大转化时间之后才读取数据，可以有效利用BMP180的输出管脚EOC来检查转化是否完毕。若为1表示转换完成，为0表示转换正在进行中。

要得到温度或气压的值，必须要访问地址为0xF4的控制寄存器。它根据写入数据的不同，回应的值也不一样，具体如下表所示。

从图中可以看出，要获得温度数据，必须先向控制寄存器（地址0xF4）写0x2E，然后等待至少4.5ms，才可以从地址0xF6和0xF7读取十六位的温度数据。同样，要获得气压数据，必须先向控制寄存器（地址0xF4）写0x34，然后等待至少4.5ms，才可以从地址0xF6和0xF7读取16位的气压数据，若要扩展分辨率，还可继续读取0xF8（XLSB）扩展16位数据到19位。获取到的数据还要根据EEPROM中的校准数据来进行补偿后才能用，EEPROM的数据读取可根据上图中的地址来进行，地址从0xAA~0xBF，具体的补偿算法可参看官方的数据手册，这里就不赘述了。

下面以一个例子来看一下BMP180的具体应用。

例子：利用单片机读取来自BMP180的温度和气压数据，并把它们通过LCD1602显示出来。

BMP180的SDA、SCL端分别接到ATMega16的TWI端（PC1、PC0），EOC和XCLR端悬空，LCD1602的接法与前面的一致。参考代码如下。