環(huán)境傳感器是一類我們很常用的傳感器。它可以方便我們獲取壓力、溫度、濕度以及空氣質(zhì)量等數(shù)據(jù)。在這一篇中，我們將分析BME680環(huán)境傳感器的功能，并設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)BME680環(huán)境傳感器的驅(qū)動(dòng)。

1 、功能概述

　　BME680是一款專為移動(dòng)應(yīng)用和可穿戴設(shè)備開發(fā)的集成環(huán)境傳感器，其尺寸和低功耗是關(guān)鍵要求。

1.1 、硬件接口

　　BME680由一個(gè)8針金屬蓋3.0 x 3.0 x0.93mm3LGA封裝組成，旨在根據(jù)特定的工作模式，長(zhǎng)期穩(wěn)定性和高EMC穩(wěn)健性進(jìn)行優(yōu)化消耗?？梢赃x擇采用I2C接口或者SPI接口。其管腳排布如下圖：

　　BME680環(huán)境傳感器可以選擇使用I2C接口或者SPI接口，在不同的接口模式及下各個(gè)引腳的定義及功能有一些差別。其具體分配及定義如下所示：

　　從上表中我們可以知道當(dāng)CSB引腳接高電平VDDIO時(shí)，采用的是I2C接口。此時(shí)I2C的設(shè)備地址的最后一位由SDO引腳的電平?jīng)Q定。所以設(shè)備地址計(jì)7位為0x76或0x77，計(jì)8位則是0xEC或0xEE。

　　當(dāng)CSB引腳用作片選信號(hào)時(shí)，則使用SPI接口。SPI接口支持模式0（CPOL=0，CPHA=0）和模式3（CPOL=1，CPHA=1）。同時(shí)支持3線SPI和4線SPI?？刂谱止?jié)的最高位為0時(shí)表示寫，為1時(shí)表示讀。

1.2 、內(nèi)置傳感器

　　BME680擴(kuò)展了博世現(xiàn)有的環(huán)境傳感器系列，首次集成了高線性度和高精度的氣體，壓力，濕度和溫度傳感器。

1.2.1 、氣體傳感器

　　BME680內(nèi)的氣體傳感器可以檢測(cè)各種氣體，以測(cè)量個(gè)人健康的空氣質(zhì)量。BME680可檢測(cè)到的氣體包括油漆（如甲醛），油漆，脫漆劑，清潔用品，家具等的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）。大氣質(zhì)量傳感器的特性參數(shù)如下：

　　BME680采用了博世軟件環(huán)境群組解決方案。該解決方案使用智能算術(shù)方法將空氣質(zhì)量索引（IAQ）作為輸出。該指標(biāo)將IAQ劃分為0到500的索引數(shù)值用以指示IAQ，具體劃分如下所示：

1.2.2 、濕度傳感器

　　BME680集成了濕度傳感器用于外部環(huán)境中濕度數(shù)據(jù)的采集。濕度傳感器的性能參數(shù)如下：

1.2.3 、壓力傳感器

　　BME680集成有大氣壓力傳感器用于檢測(cè)外部環(huán)境的絕對(duì)壓力。壓力傳感器的性能參數(shù)如下：

1.2.4 、溫度傳感器

　　BME680也集成了溫度傳感器用以檢測(cè)溫度數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)除了指示環(huán)境溫度外，同時(shí)用于壓力和濕度的補(bǔ)償計(jì)算。溫度傳感器的性能參數(shù)如下：

1.3 、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　BME680采用特定的存儲(chǔ)器區(qū)域來存儲(chǔ)控制及數(shù)據(jù)信息。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括測(cè)量數(shù)據(jù)、控制信息以及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

　　對(duì)于溫度傳感器，包括3個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)和一個(gè)ADC測(cè)量數(shù)據(jù)，其測(cè)量數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及地址如下：

　　對(duì)于壓力傳感器，包括10個(gè)計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和一個(gè)ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，其測(cè)量數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及地址如下：

　　對(duì)于濕度傳感器，包括7個(gè)計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和一個(gè)ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，其測(cè)量數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及地址如下：

　　大氣質(zhì)量傳感器，包括3個(gè)計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、一個(gè)加熱器范圍存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、一個(gè)加熱器電阻校準(zhǔn)因子存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、氣體ADC測(cè)量數(shù)據(jù)、氣體范圍數(shù)據(jù)以及范圍轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤，其測(cè)量數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及地址如下：

　　BME680環(huán)境傳感器寄存器都是8位的，所有的操作均通過對(duì)寄存器的讀寫來實(shí)現(xiàn)。全部控制寄存器及數(shù)據(jù)寄存器的結(jié)構(gòu)和地址如下：

　　這里我們需要說明一下，BME680的存儲(chǔ)器地址范圍是0x00~0xFF，在I2C接口通訊時(shí)，通訊采用的是8位寄存器地址正好符合對(duì)應(yīng)的尋址范圍。但是采用SPI接口通訊時(shí)，寄存器地址的最高為被用于區(qū)分讀寫操作，所以地址只有7位，存儲(chǔ)空間被分為2頁(yè)。具體如下：

　　所以在使用SPI接口時(shí)需要分辨是哪一頁(yè)。當(dāng)前操作的是哪一頁(yè)由Status寄存器來決定。

2 、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　我們對(duì)BME680環(huán)境傳感器的基本情況已經(jīng)有了整體了解，接下來我們將為BME680環(huán)境傳感器設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序。

2.1 、對(duì)象定義

　　我們依然是采用基于對(duì)象的操作。所以我們需要定義對(duì)象，所以我們需要抽象出對(duì)象類型，并對(duì)我們想要操作的對(duì)象進(jìn)行初始化。

2.1.1 、對(duì)象抽象

　　對(duì)于一個(gè)對(duì)象來說，一般包括有屬性和操作兩方面的內(nèi)容。接下來我們就從這兩個(gè)方面分析BME680環(huán)境傳感器的對(duì)象。

　　我們需要從BME680對(duì)象抽象出其屬性，這些屬性能夠定義一個(gè)對(duì)象的特點(diǎn)并將其與其它對(duì)象區(qū)別開來。BME680支持SPI通訊和I2C通訊，所以我們將通訊端口作為屬性以規(guī)定對(duì)象的通訊方式。在使用I2C時(shí)，設(shè)備有地址以區(qū)別不同的設(shè)備，所以我們將I2C設(shè)備地址也定義為屬性。每臺(tái)BME680都有一個(gè)ID用以區(qū)別于其它設(shè)備，所以我們將它定義為對(duì)象的屬性。還有配置寄存器、測(cè)量控制寄存器、濕度控制寄存器、氣體控制寄存器都記錄了設(shè)備的配置狀態(tài)，所以我們也將它們作為屬性。每臺(tái)設(shè)備都有特定的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，這些校準(zhǔn)數(shù)據(jù)每次數(shù)據(jù)檢測(cè)都是需要的，所以我們用屬性將它們記錄下來。還有測(cè)量數(shù)據(jù)，它們標(biāo)識(shí)了設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)，所以我們將它們也作為屬性。

　　接下來我們分析BME680的操作。首先來講，我們肯定要與BME680交互，但我們對(duì)BME680的讀寫依賴于具體的硬件平臺(tái)，所以我們將它們作為對(duì)象的操作。在進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)，我們需要控制時(shí)序，則需要使用延時(shí)操作，但延時(shí)處理總是依賴于具體的軟硬件平臺(tái)，所以我們將延時(shí)處理作為對(duì)象的操作。而使用SPI時(shí)，沒有設(shè)備地址但有片選信號(hào)，如何操作片選信號(hào)依賴于硬件平臺(tái)，我們將對(duì)片選的操作定義為對(duì)象的操作函數(shù)。

　　根據(jù)上述的分析，我們可以得到BME680環(huán)境傳感器的對(duì)象類型如下：

1 /*定義BME680操作對(duì)象*/
 2 typedef struct BME680Object{
 3        uint8_t chipID;       //芯片ID
 4        uint8_t bmeAddress;         //I2C通訊時(shí)的設(shè)備地址
 5        uint8_t memeryPage;       //用于在SPI接口時(shí)記錄當(dāng)前所處的內(nèi)存頁(yè)
 6        uint8_t config;                  //配置寄存器
 7        uint8_t ctrlMeas;               //測(cè)量控制寄存器
 8        uint8_t ctrlHumi;              //濕度測(cè)量控制寄存器
 9        uint8_t ctrlGas0;               //氣體控制寄存器0
10        uint8_t ctrlGas1;               //氣體控制寄存器1
11        uint8_t resHeat;
12        uint8_t gasWait;
13       
14        BME680PortType port;                   //接口選擇
15        BME680CalibParamType caliPara;   //校準(zhǔn)參數(shù)
16  
17 #if BME680_COMPENSATION_SELECTED > (0)
18        int32_t temperature;         //溫度值
19        int32_t pressure;                      //壓力值
20        int32_t humidity;                     //濕度值
21        int32_t gasResistence;      //大氣質(zhì)量電阻值
22        int32_t iaq;                                      //空氣質(zhì)量水平
23 #else
24        float temperature;             //溫度值
25        float pressure;                          //壓力值
26        float humidity;                         //濕度值
27        float gasResistence;   //大氣質(zhì)量電阻值
28        float iaq;                                          //空氣質(zhì)量水平
29 #endif
30  
31        void (*Read)(struct BME680Object *bme,uint8_t regAddress,uint8_t *rData,uint16_t rSize);       //讀數(shù)據(jù)操作指針
32        void (*Write)(struct BME680Object *bme,uint8_t regAddress,uint8_t command);    //謝數(shù)據(jù)操作指針
33        void (*Delayms)(volatile uint32_t nTime);       //延時(shí)操作指針
34        void (*ChipSelect)(BME680CSType cs);    //使用SPI接口時(shí)，片選操作
35 }BME680ObjectType;

　　片選操作有一點(diǎn)需要注意，如果片選信號(hào)在硬件電路上固定有效時(shí)，可以將NULL給它，同樣在SPI接口時(shí)也需要將NULL給它。

2.1.2 、對(duì)象初始化函數(shù)

　　一個(gè)對(duì)象必須對(duì)其進(jìn)行初始化才可使用。初始化對(duì)象主要有四個(gè)方面的內(nèi)容：檢查對(duì)象賦值的合法性；屬性賦初值；為對(duì)象操作指定函數(shù)指針；對(duì)象所指向設(shè)備的初始配置。據(jù)此我們可以編寫B(tài)ME680環(huán)境傳感器的初始化函數(shù)如下：

1 /*實(shí)現(xiàn)BME680初始化配置*/
 2 void BME680Initialization(BME680ObjectType *bme,       //BMP280對(duì)象
 3                                    uint8_t bmeAddress,         //I2C接口是設(shè)備地址
 4                                    BME680PortType port,    //接口選擇
 5                                    BME680IIRFilterType filter,                //過濾器
 6                                    BME680SPI3wUseType spi3W_en,   //3線SPI控制
 7                                    BME680TempSampleType osrs_t,       //溫度精度
 8                                    BME680PresSampleType osrs_p,         //壓力精度
 9                                    BME680SPI3wIntType spi3wint_en,//3線SPI中斷控制
10                                    BME680HumiSampleType osrs_h,       //濕度精度
11                                    BME680GasRunType run_gas,      //氣體運(yùn)行設(shè)置
12                                    BME680HeaterSPType nb_conv,  //加熱器設(shè)定點(diǎn)選擇
13                                    BME680HeaterOffType heat_off, //加熱器關(guān)閉
14                                    uint16_t duration,      //TPHG測(cè)量循環(huán)周期，ms單位
15                                    uint8_t tempTarget,   //加熱器的目標(biāo)溫度
16                                    BME680Read Read,  //讀數(shù)據(jù)操作指針
17                                    BME680Write Write,       //寫數(shù)據(jù)操作指針
18                                    BME680Delayms Delayms,           //延時(shí)操作指針
19                                    BME680ChipSelect ChipSelect     //片選操作指針
20                             )
21 {
22        uint8_t try_count = 5;
23        uint8_t regValue=0;
24       
25        if((bme==NULL)||(Read==NULL)||(Write==NULL)||(Delayms==NULL))
26        {
27               return;
28        }
29        bme->Read=Read;
30        bme->Write=Write;
31        bme->Delayms=Delayms;
32       
33        bme->port=port;
34        if(bme->port==BME680_I2C)
35        {
36               if((bmeAddress==0xEC)||(bmeAddress==0xEE))
37               {
38                      bme->bmeAddress=bmeAddress;
39               }
40               else if((bmeAddress==0x76)||(bmeAddress==0x77))
41               {
42                      bme->bmeAddress=(bmeAddress<<1);
43               }
44               else
45               {
46                      return;
47               }
48               bme->ChipSelect=NULL;
49        }
50        else
51        {
52               if(ChipSelect!=NULL)
53               {
54                      bme->ChipSelect=ChipSelect;
55               }
56               else
57               {
58                      bme->ChipSelect=BME680ChipSelectDefault;
59               }
60        }
61       
62        bme->chipID=0x00;
63        bme->pressure=0.0;
64        bme->temperature=25.0;
65        bme->humidity=0.0;
66        bme->bmeAddress=0x00;
67        bme->caliPara.t_fine=0;
68              
69        if(!ObjectIsValid(bme))
70        {
71              return;
72        }
73     
74        while(try_count--)
75        {
76               ReadBME680Register(bme,REG_BME680_ID,®Value,1);
77               bme->chipID=regValue;
78               if(0x61==bme->chipID)
79              {
80                   BME680SoftReset(bme);
81      
82                   break;
83              }
84        }
85  
86        if(try_count)
87        {
88              uint8_t waitTime;
89              waitTime=CalcProfileDuration(bme,duration,osrs_t,osrs_p,osrs_h);
90              
91              //控制寄存器配置
92              ConfigControlRegister(bme,filter,spi3W_en,osrs_t,osrs_p,spi3wint_en,osrs_h,run_gas,nb_conv,heat_off,waitTime,tempTarget);
93              
94              //讀取校準(zhǔn)值
95              GetBME680CalibrationData(bme);
96       }
97 }

2.2 、對(duì)象操作

　　每一個(gè)對(duì)象都有操作，我們使用對(duì)象的目的當(dāng)然是通過操作對(duì)象來獲取我們需要的數(shù)據(jù)。所以開發(fā)驅(qū)動(dòng)時(shí)，對(duì)象的操作才是我們主要的工作內(nèi)容。在這里對(duì)BME680的操作就是對(duì)其寄存器的操作。

2.2.1 、寫寄存器操作

　　我們已經(jīng)說過了，對(duì)BME680的操作都是通過讀寫寄存器實(shí)現(xiàn)的。這里我們先來看寫寄存器。在I2C接口方式下，寫寄存器操作是在從站地址的最后一位來識(shí)別的，再加上要寫的寄存器地址和數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，這也是I2C協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)做法。其時(shí)序圖如下所示：

　　而在SPI接口方式下，由于SPI并未有設(shè)備地址，也不存在用從還在那地址最后為來標(biāo)記讀寫的模式。通常一些設(shè)備需要定義操作碼來實(shí)現(xiàn)讀寫區(qū)分，但BME680采取了將寄存器地址的最高位置零表示為寫。之所以可以這樣定義，是因?yàn)锽ME680寄存器地址分配的特殊性決定的。改變寄存器地址的最高位也能區(qū)分不同的寄存器，絕不會(huì)重復(fù)。在SPI接口方式下，寫寄存器的時(shí)序圖如下所示：

　　根據(jù)上述描述和時(shí)序圖，我們可以實(shí)現(xiàn)寫B(tài)ME680環(huán)境傳感器寄存器的程序。

1 /* 向BME680寄存器寫一個(gè)字節(jié) */
 2 static void WriteBME680Register(BME680ObjectType *bme,uint8_t regAddress,uint8_t command)
 3 {
 4        if(ObjectIsValid(bme))
 5        {
 6               if(bme->port==BME680_SPI)
 7               {
 8                      bme->ChipSelect(BME680CS_Enable);
 9                      bme->Delayms(1);
10                      SetMemeryPageNumber(bme,regAddress);
11                      regAddress&=0x7F;
12                      bme->Delayms(1);
13                      bme->Write(bme,regAddress,command);
14                      bme->Delayms(1);
15                      bme->ChipSelect(BME680CS_Disable);
16               }
17               else
18               {
19                      bme->Write(bme,regAddress,command);
20               }
21        }
22 }

2.2.2 、讀寄存器操作

　　讀寄存器的處理方式與寫寄存器是類似。在I2C接口方式下，將從站地址的最低位置1來表示讀。在I2C接口方式下，讀寄存器的時(shí)序圖如下所示：

　　而在SPI接口方式下，通過將寄存器地址的最改為置1來標(biāo)識(shí)為讀操作。事實(shí)上，所有寄存器地址的最高為都是1，所以在讀操作時(shí)實(shí)際不需要做處理。在SPI接口方式下，讀寄存器的時(shí)序圖如下所示：

　　根據(jù)上述描述和時(shí)序圖，我們可以實(shí)現(xiàn)讀BME680環(huán)境傳感器寄存器的程序。

1 /*從BME680寄存器讀取數(shù)據(jù)*/
 2 static uint8_t ReadBME680Register(BME680ObjectType *bme,uint8_t regAddress,uint8_t *rDatas,uint16_t rSize)
 3 {
 4       uint8_t bmeError=0xFF;
 5  
 6       if(ObjectIsValid(bme))
 7       {
 8               if(bme->port==BME680_SPI)
 9               {
10                      bme->ChipSelect(BME680CS_Enable);
11                      bme->Delayms(1);
12                      SetMemeryPageNumber(bme,regAddress);
13                      regAddress |= 0x80;
14                      bme->Delayms(1);
15                      bme->Read(bme,regAddress,rDatas,rSize);
16                      bme->Delayms(1);
17                      bme->ChipSelect(BME680CS_Disable);
18               }
19               else
20               {
21                      bme->Read(bme,regAddress,rDatas,rSize);
22               }
23              
24               bmeError=0x00;
25       }
26  
27       return bmeError;
28 }

3 、驅(qū)動(dòng)的使用

　　上一節(jié)我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了BME680環(huán)境傳感器的驅(qū)動(dòng)程序，但這個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的是否合理還不確定，所以我們來設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用驗(yàn)證BME680環(huán)境傳感器的驅(qū)動(dòng)。

3.1 、聲明并初始化對(duì)象

　　使用基于對(duì)象的操作我們需要先得到這個(gè)對(duì)象，所以我們先要使用前面定義的BME680環(huán)境傳感器對(duì)象類型聲明一個(gè)BME680環(huán)境傳感器對(duì)象變量，具體操作格式如下：

　　BME680ObjectType bme680;

　　聲明了這個(gè)對(duì)象變量并不能立即使用，我們還需要使用驅(qū)動(dòng)中定義的初始化函數(shù)對(duì)這個(gè)變量進(jìn)行初始化。這個(gè)初始化函數(shù)所需要的輸入?yún)?shù)如下：

　　BME680ObjectType *bme，BMP680對(duì)象

　　uint8_t bmeAddress，I2C接口是設(shè)備地址

　　BME680PortType port，接口選擇

　　BME680IIRFilterType filter，過濾器

　　BME680SPI3wUseType spi3W_en，3線SPI控制

　　BME680TempSampleType osrs_t，溫度精度

　　BME680PresSampleType osrs_p，壓力精度

　　BME680SPI3wIntType spi3wint_en，3線SPI中斷控制

　　BME680HumiSampleType osrs_h，濕度精度

　　BME680GasRunType run_gas，氣體運(yùn)行設(shè)置

　　BME680HeaterSPType nb_conv，加熱器設(shè)定點(diǎn)選擇

　　BME680HeaterOffType heat_off，加熱器關(guān)閉

　　uint16_t duration，TPHG測(cè)量循環(huán)周期，ms單位

　　uint8_t tempTarget，加熱器的目標(biāo)溫度

　　BME680Read Read，讀數(shù)據(jù)操作指針

　　BME680Write Write，寫數(shù)據(jù)操作指針

　　BME680Delayms Delayms，延時(shí)操作指針

　　BME680ChipSelect ChipSelect，片選操作指針

　　對(duì)于這些參數(shù)，對(duì)象變量我們已經(jīng)定義了。其他的參數(shù)基本都是配置參數(shù)，我們根據(jù)實(shí)際使用需求選擇輸入就好了。主要的是我們需要定義幾個(gè)函數(shù)，并將函數(shù)指針作為參數(shù)。這幾個(gè)函數(shù)的類型如下：

1 /* 定義讀數(shù)據(jù)操作函數(shù)指針類型 */
2 typedef void (*BME680Read)(struct BME680Object *bme,uint8_t regAddress,uint8_t *rData,uint16_t rSize);
3 /* 定義寫數(shù)據(jù)操作函數(shù)指針類型 */
4 typedef void (*BME680Write)(struct BME680Object *bme,uint8_t regAddress,uint8_t command);
5 /* 定義延時(shí)操作函數(shù)指針類型 */
6 typedef  void (*BME680Delayms)(volatile uint32_t nTime);
7 /* 定義使用SPI接口時(shí)，片選操作函數(shù)指針類型 */
8 typedef  void (*BME680ChipSelect)(BME680CSType cs);

　　對(duì)于這幾個(gè)函數(shù)我們根據(jù)樣式定義就可以了，具體的操作可能與使用的硬件平臺(tái)有關(guān)系。若采用的SPI接口則需注意片選操作，片選操作函數(shù)用于多設(shè)備需要軟件操作時(shí)，如采用硬件片選可以傳入NULL即可。同樣如果采用的是I2C接口，則片選可以傳入NULL即可。具體函數(shù)定義如下：

1 /*讀BME680寄存器值*/
 2 static void ReadDataFromBME680(BME680ObjectType *bme680,uint8_t regAddress,uint8_t *rData,uint16_t rSize)
 3 {
 4   HAL_I2C_Master_Transmit(&bme680hi2c, bme680->bmeAddress,®Address,1,1000);
 5  
 6   HAL_I2C_Master_Receive(&bme680hi2c, bme680->bmeAddress+1,rData, rSize, 1000);
 7 }
 8  
 9 /*寫B(tài)ME680寄存器值*/
10 static void WriteDataToBME680(BME680ObjectType *bme680,uint8_t regAddress,uint8_t command)
11 {
12   uint8_t pData[2];
13  
14   pData[0]=regAddress;
15   pData[1]=command;
16  
17   HAL_I2C_Master_Transmit(&bme680hi2c,bme680->bmeAddress, pData, 2,1000);
18 }

　　對(duì)于延時(shí)函數(shù)我們可以采用各種方法實(shí)現(xiàn)。我們采用的STM32平臺(tái)和HAL庫(kù)則可以直接使用HAL_Delay()函數(shù)。于是我們可以調(diào)用初始化函數(shù)如下：

1 BME680Initialization(&bme680,  //BME280對(duì)象
 2                             0xEC,           //I2C接口是設(shè)備地址
 3                             BME680_I2C,    //接口選擇
 4                             BME680_IIR_FILTER_COEFF_X127,      //過濾器
 5                             BME680_SPI3W_DISABLE,        //3線SPI控制
 6                             BME680_TEMP_SAMPLE_X16, //溫度精度
 7                             BME680_PRES_SAMPLE_X16,          //壓力精度
 8                             BME680_SPI3W_INT_DISABLE,       ///3線SPI中斷使能
 9                             BME680_HUMI_SAMPLE_X16,         //濕度精度
10                             BME680_GAS_RUN_ENABLE,//氣體運(yùn)行設(shè)置
11                             BME680_HEATER_SP0,//加熱器設(shè)定點(diǎn)選擇
12                             BME680_HEATER_DISABLE,//加熱器關(guān)閉
13                             20,//TPHG測(cè)量循環(huán)周期，ms單位
14                             200,//加熱器的目標(biāo)溫度
15                             ReadDataFromBME680,  //讀數(shù)據(jù)操作指針
16                             WriteDataToBME680,     //寫數(shù)據(jù)操作指針
17                             HAL_Delay,                     //延時(shí)操作指針
18                             NULL                                //片選操作指針
19                      );

3.2 、基于對(duì)象進(jìn)行操作

　　我們定義了對(duì)象變量并使用初始化函數(shù)給其作了初始化。接著我們就來考慮操作這一對(duì)象獲取我們想要的數(shù)據(jù)。我們?cè)隍?qū)動(dòng)中已經(jīng)將獲取數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換值的比例值，接下來我們使用這一驅(qū)動(dòng)開發(fā)我們的應(yīng)用實(shí)例。

1 /*獲取環(huán)境數(shù)據(jù)*/
 2 void BME680GetEnvironmentalData(void)
 3 {
 4        float pressure;                          //壓力值
 5        float temperature;             //溫度值
 6        float humidity;                         //濕度值
 7        float gasResistance;   //氣體電阻
 8       
 9        GetBME680Measure(&bme680);
10  
11        pressure=bme680.pressure;
12        temperature=bme680.temperature;
13        humidity=bme680.humidity;
14        gasResistance=bme680.gasResistence;
15 }

4 、應(yīng)用總結(jié)

　　我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了BME680環(huán)境傳感器的驅(qū)動(dòng)程序，并基于這一驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的應(yīng)用。我們獲得了BME680檢測(cè)的全部環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)果也是令我們滿意的，這說明我們的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)是正確的。

　　在使用驅(qū)動(dòng)時(shí)需注意，采用SPI接口的器件需要考慮片選操作的問題。如果片選信號(hào)是通過硬件電路來實(shí)現(xiàn)的，我們?cè)诔跏蓟瘯r(shí)給其傳遞NULL值。如果是軟件操作片選則傳遞我們編寫的片選操作函數(shù)。而如果采用I2C接口，那么在初始化時(shí)也應(yīng)傳遞NULL值。

　　BME680環(huán)境傳感器支持SPI和I2C兩種接口，而且SPI也支持3線和4線模式，但我們?cè)跍y(cè)試應(yīng)用中只使用了I2C接口，SPI接口還有待測(cè)試。BME680環(huán)境傳感器在使用SPI接口時(shí)，支持SPI模式0（CPOL=CPHA=0）和模式3（CPOL=CPHA=1）。而在使用I2C接口時(shí)，支持標(biāo)準(zhǔn)模式、快速模式以及高速模式。而且在使用I2C接口時(shí)，SDO引腳必須接高電平或低電平，以確定設(shè)備地址。

　　BME680環(huán)境傳感器有2種工作模式：休眠模式和強(qiáng)制模式。在設(shè)備上電后就進(jìn)入休眠模式，在這種模式下設(shè)備不執(zhí)行測(cè)量工作。一旦啟動(dòng)強(qiáng)制模式則執(zhí)行一遍TPHG循環(huán)檢測(cè)。模式設(shè)定的具體定義如下：

　　對(duì)于BME680環(huán)境傳感器有一個(gè)測(cè)量范圍寄存器，這個(gè)寄存器的值對(duì)應(yīng)兩組計(jì)算常數(shù)，這下常數(shù)用于測(cè)量值的計(jì)算，具體如下：

　　總的來說對(duì)BME680環(huán)境傳感器的讀寫操作本身并不復(fù)雜，但其計(jì)算與修正關(guān)系卻相對(duì)復(fù)雜，特別是氣體質(zhì)量數(shù)據(jù)更應(yīng)注意。

　　源碼下載：https://github.com/foxclever/ExPeriphDriver