STM32CubeIDEを使ってみよう How To STM32CubeIDE 日本語版 (9)  I2Cを使ってみよう2 si7020編

STM32CubeIDEを使ってみよう　How To STM32CubeIDE 日本語版　(8)  I2Cを使ってみよう1の続きです。
https://qiita.com/usashirou/items/0a67b6cbb541cf1cbe4f

今回は、Si7020温湿度センサーの情報を見てみましょう。

まずは、設定をしましょう。

新規プロジェクトを立ち上げてI2Cの設定をします。
I2C1をI2Cにします。

![70-1.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/285344/11d754ca-9e85-61d9-1abd-6a2693dd0c3c.jpeg)
PB8,PB9にI2CのSCLとSDAが割り当てます。

![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/285344/b315c563-db96-91b6-4888-369dcc931719.png)
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/285344/f4b54f18-1efe-9c72-bc8a-5ef54664ab1b.png)

それでは、CodeGenerateしましょう。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/285344/9509958a-3087-86df-55f8-4e67081f2dfe.png)

次に、main.cにプログラムを追加します。

63行目

```
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* Direct printf to output somewhere */
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */

#ifndef __UUID_H
#define __UUID_H
//#define STM32_UUID ((uint32_t *)0x1FF0F420)
#define STM32_UUID ((uint32_t *)UID_BASE)
#endif //__UUID_H

/* USER CODE END 0 */
```

268行目

```
/* USER CODE BEGIN 4 */
/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  /* Place your implementation of fputc here */
  /* e.g. write a character to the USART2 and Loop until the end of transmission */
  HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);

  return ch;
}

/* USER CODE END 4 */
```

111行目

```
 	printf("UART TEST\r\n");

```

起動すると、TeraTermなどで以下出力が表示されると思います。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/285344/ebea77ad-e4e3-b976-e8b1-b5498be20456.png)

それでは、I2Cのコードを記述しましょう。
まずは、Si7020のI2Cアドレス0x40に0xF5を送信し、湿度を入手します。
なお、I2Cアドレスの0x40は7bit表記となり、1ビットシフトし8bit表記とします。
static const u_int8_t si7020_ADDR = 0x40<< 1;
こうしないとSTM32CubeIDEでは動きません。
（これを理解するまでにすごい時間がかかりました・・・）

HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c, DevAddress, pData, Size, Timeout)
DevAddressには、先ほどの0x40<< 1であるsi7020_ADDR を
pDataには、0xF5を、Sizeは1バイトなので1とします。
(Measure Relative Humidity, No Hold Master Mode 0xF5)
static const u_int8_t REG_HUM = 0xF5 ;
reg[0] = REG_HUM;
HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, si7020_ADDR,reg,1, 1000);
となります。

次に、データを受信します。
HAL_I2C_Master_Receive(hi2c, DevAddress, pData, Size, Timeout)
pDataには、tmpとしましょう。
ここで受け取るサイズは2バイトになります。
HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, si7020_ADDR,tmp,2,1000 );

次に受け取ったtmpを湿度に変換します。
変換式は以下です。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/285344/57fece01-51b2-365e-c0f4-2486d12796ed.png)
2バイトなので1バイトずつにして、計算します。
humidity = (((tmp[0] * 256 + tmp[1]) * 125.0) / 65536.0) - 6)
このままでは出力できないので、sprintfのhumの中に入れてあげます。
さらに、10倍して、さらに10分の1にすることで小数点以下を割り切れないものをあまりとして、出力できます。
これで小数点以下1桁を表示することでが可能になります。
（2桁にすると、xx.0xの時の0が表示されません・・・）

以下、プログラムを入れていきます。
26行目に以下を入れます

```
#include <stdio.h>
```

50行目には以下を入れます。

```
/* USER CODE BEGIN PV */
static const u_int8_t si7020_ADDR = 0x40<< 1;
static const u_int8_t REG_HUM = 0xF5 ;
uint8_t reg[12];
char tmp[2];
float humidity;
uint8_t hum[12];
/* USER CODE END PV */
```

125行目からに以下を入れます。

```
	  reg[0] = REG_HUM;
	  HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, si7020_ADDR,reg,1, 1000);
	  HAL_Delay(500);
	  HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, si7020_ADDR,tmp,2,1000 );
	  humidity = ((((tmp[0] * 256 + tmp[1]) * 125.0) / 65536.0) - 6)*10;
		sprintf((char*)hum,"%u.%u  RH\r\n",
		((unsigned int)humidity / 10),
		((unsigned int)humidity % 10));
		printf(hum);
	  HAL_Delay(500);
```

すると以下のような出力を得られると思います。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/285344/ca91bfce-e51e-cf9b-58e5-32e664edb4e6.png)

次は、温度を表示しましょう。
温度を知るには、
HAL_I2C_Master_Transmit(hi2c, DevAddress, pData, Size, Timeout)
でF3を送る必要があります。
（Measure Temperature, No Hold Master Mode 0xF3）
static const u_int8_t REG_TEMP = 0xF3 ;

プログラムは湿度とほぼ同じものとなります。
フルプログラムです。

```
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>&copy; Copyright (c) 2019 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.</center></h2>
  *
  * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
  * the "License"; You may not use this file except in compliance with the
  * License. You may obtain a copy of the License at:
  *                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
//#include <string.h>
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
I2C_HandleTypeDef hi2c1;

UART_HandleTypeDef huart2;

/* USER CODE BEGIN PV */
static const u_int8_t si7020_ADDR = 0x40<< 1;
static const u_int8_t REG_HUM = 0xF5 ;
static const u_int8_t REG_TEMP = 0xF3 ;
uint8_t reg[12];
char tmp[2];
float humidity;
uint8_t hum[12];
float temp;
uint8_t utemp[12];

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* Direct printf to output somewhere */
#ifdef __GNUC__
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */

#ifndef __UUID_H
#define __UUID_H
//#define STM32_UUID ((uint32_t *)0x1FF0F420)
#define STM32_UUID ((uint32_t *)UID_BASE)
#endif //__UUID_H

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */


  /* USER CODE END 1 */
  

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  MX_I2C1_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	printf("I2C TEST\r\n");
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  reg[0] = REG_HUM;
	  HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, si7020_ADDR,reg,1, 1000);
	  HAL_Delay(500);
	  HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, si7020_ADDR,tmp,2,1000 );
	  humidity = ((((tmp[0] * 256 + tmp[1]) * 125.0) / 65536.0) - 6)*10;
		sprintf((char*)hum,"%u.%u  RH\r\n",
		((unsigned int)humidity / 10),
		((unsigned int)humidity % 10));
		printf(hum);
	  HAL_Delay(500);

	  reg[0] = REG_TEMP;
	  HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, si7020_ADDR,reg,1, 1000);
	  HAL_Delay(500);
	  HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, si7020_ADDR,tmp,2,1000 );
	  temp = ((((tmp[0] * 256 + tmp[1]) * 175.72) / 65536.0) - 46.85)*10;
		sprintf((char*)utemp,"%u.%u  C\r\n",
		((unsigned int)temp / 10),
		((unsigned int)temp % 10));
		printf(utemp);
	  HAL_Delay(500);


    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage 
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE2);
  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 16;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief I2C1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_I2C1_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 0 */

  /* USER CODE END I2C1_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 1 */

  /* USER CODE END I2C1_Init 1 */
  hi2c1.Instance = I2C1;
  hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;
  hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
  hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
  hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
  hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 2 */

  /* USER CODE END I2C1_Init 2 */

}

/**
  * @brief USART2 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART2_UART_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 0 */

  /* USER CODE END USART2_Init 0 */

  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 1 */

  /* USER CODE END USART2_Init 1 */
  huart2.Instance = USART2;
  huart2.Init.BaudRate = 115200;
  huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN USART2_Init 2 */

  /* USER CODE END USART2_Init 2 */

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : B1_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = B1_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(B1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : LD2_Pin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LD2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(LD2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */
/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  /* Place your implementation of fputc here */
  /* e.g. write a character to the USART2 and Loop until the end of transmission */
  HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);

  return ch;
}

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{ 
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
```

こんな出力が出れば完成です。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/285344/31c7debc-fb85-0f04-1613-de2dbc64f37d.png)