Kun Qian / BMP180

Library for getting temperature and pressure values from Bosch BMP180 barometer.

Fork of BMP180 by Craig Evans

BMP180.cpp@3:0e92710a46f9, 2015-03-14 (annotated)

Committer:
eencae
Date:
Sat Mar 14 12:57:44 2015 +0000
Revision:
3:0e92710a46f9
Parent:
2:79d0d565c3af 
Added DEBUG mode to check algorithm and compare to data sheet value.; Uncomment #define DEBUG in header file.; Confirmed agreement with data sheet values.

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
eencae 0:70d1d5ec30c8 1 /**
eencae 0:70d1d5ec30c8 2 @file BMP180.cpp
eencae 0:70d1d5ec30c8 3
eencae 0:70d1d5ec30c8 4 @brief Member functions implementations
eencae 0:70d1d5ec30c8 5
eencae 0:70d1d5ec30c8 6 */
eencae 0:70d1d5ec30c8 7 #include "mbed.h"
eencae 0:70d1d5ec30c8 8 #include "BMP180.h"
eencae 0:70d1d5ec30c8 9
eencae 0:70d1d5ec30c8 10 BMP180::BMP180(PinName sdaPin, PinName sclPin)
eencae 0:70d1d5ec30c8 11 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 12 i2c = new I2C(sdaPin,sclPin); // create new I2C instance and initialise
eencae 0:70d1d5ec30c8 13 i2c->frequency(400000); // I2C Fast Mode - 400kHz
eencae 0:70d1d5ec30c8 14 leds = new BusOut(LED4,LED3,LED2,LED1);
eencae 0:70d1d5ec30c8 15 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 16
eencae 0:70d1d5ec30c8 17 Measurement BMP180::readValues()
eencae 0:70d1d5ec30c8 18 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 19 // algorithm for taking measurement is taken from datasheet
eencae 2:79d0d565c3af 20 int32_t UT = readUncompensatedTemperatureValue();
eencae 2:79d0d565c3af 21 int32_t UP = readUncompensatedPressureValue();
eencae 0:70d1d5ec30c8 22 // once you have the uncompensated T and P, you can calculate the true T and P
eencae 0:70d1d5ec30c8 23 // using the equations from the datasheet
eencae 2:79d0d565c3af 24 int32_t T = calcTrueTemperature(UT);
eencae 2:79d0d565c3af 25 int32_t P = calcTruePressure(UP);
eencae 0:70d1d5ec30c8 26
eencae 0:70d1d5ec30c8 27 Measurement measurement;
eencae 0:70d1d5ec30c8 28 measurement.temperature = T*0.1; // scaled by 0.1 C
eencae 0:70d1d5ec30c8 29 measurement.pressure = P*0.01; // Put pressure in mb
eencae 0:70d1d5ec30c8 30
eencae 0:70d1d5ec30c8 31 return measurement;
eencae 0:70d1d5ec30c8 32 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 33
eencae 2:79d0d565c3af 34 int32_t BMP180::readUncompensatedTemperatureValue()
eencae 0:70d1d5ec30c8 35 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 36 // from algorithm in datasheet - p15
eencae 0:70d1d5ec30c8 37 sendByteToRegister(0x2E,0xF4);
eencae 0:70d1d5ec30c8 38 wait_ms(5); // 4.5 ms delay for OSS = 1
eencae 0:70d1d5ec30c8 39 char MSB = readByteFromRegister(0xF6);
eencae 0:70d1d5ec30c8 40 char LSB = readByteFromRegister(0xF7);
eencae 0:70d1d5ec30c8 41 // combine in 16-bit value
eencae 3:0e92710a46f9 42 int UT = (MSB << 8) | LSB;
eencae 3:0e92710a46f9 43 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 44 UT = 27898; // test data from datasheet
eencae 3:0e92710a46f9 45 printf("****DEBUG MODE****\nUT = %d\n",UT);
eencae 3:0e92710a46f9 46 #endif
eencae 0:70d1d5ec30c8 47 return UT;
eencae 0:70d1d5ec30c8 48 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 49
eencae 2:79d0d565c3af 50 int32_t BMP180::readUncompensatedPressureValue()
eencae 0:70d1d5ec30c8 51 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 52 // from datasheet
eencae 0:70d1d5ec30c8 53 char byte = 0x34 + (oss << 6);
eencae 0:70d1d5ec30c8 54 sendByteToRegister(byte,0xF4);
eencae 0:70d1d5ec30c8 55 wait_ms(8); // 7.5 ms delay for OSS = 1
eencae 0:70d1d5ec30c8 56
eencae 0:70d1d5ec30c8 57 char MSB = readByteFromRegister(0xF6);
eencae 0:70d1d5ec30c8 58 char LSB = readByteFromRegister(0xF7);
eencae 2:79d0d565c3af 59 char XLSB = readByteFromRegister(0xF7);
eencae 3:0e92710a46f9 60 int UP = (MSB << 16 | LSB << 8 | XLSB) >> (8 - oss);
eencae 3:0e92710a46f9 61
eencae 3:0e92710a46f9 62 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 63 UP = 23843; // test data from datasheet
eencae 3:0e92710a46f9 64 printf("UP = %d\n",UP);
eencae 3:0e92710a46f9 65 #endif
eencae 0:70d1d5ec30c8 66 return UP;
eencae 0:70d1d5ec30c8 67 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 68
eencae 2:79d0d565c3af 69 int32_t BMP180::calcTrueTemperature(int32_t UT)
eencae 0:70d1d5ec30c8 70 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 71 // equations from data sheet
eencae 2:79d0d565c3af 72 X1 = ((UT - calibration.AC6)*calibration.AC5) >> 15;
eencae 2:79d0d565c3af 73 X2 = (calibration.MC << 11) / (X1 + calibration.MD);
eencae 0:70d1d5ec30c8 74 B5 = X1 + X2;
eencae 2:79d0d565c3af 75 int32_t T = (B5 + 8) >> 4;
eencae 3:0e92710a46f9 76 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 77 printf("****\nX1=%d\nX2=%d\nB5=%d\nT=%d\n",X1,X2,B5,T);
eencae 3:0e92710a46f9 78 #endif
eencae 0:70d1d5ec30c8 79 return T;
eencae 0:70d1d5ec30c8 80 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 81
eencae 2:79d0d565c3af 82 int32_t BMP180::calcTruePressure(int32_t UP)
eencae 0:70d1d5ec30c8 83 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 84 // equations from data sheet
eencae 0:70d1d5ec30c8 85 B6 = B5 - 4000;
eencae 2:79d0d565c3af 86 X1 = (calibration.B2 * ((B6*B6) >> 12))>>11;
eencae 2:79d0d565c3af 87 X2 = (calibration.AC2*B6)>>11;
eencae 0:70d1d5ec30c8 88 X3 = X1 + X2;
eencae 2:79d0d565c3af 89 B3 = (((calibration.AC1*4 + X3) << oss)+2)/4;
eencae 3:0e92710a46f9 90 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 91 printf("*****\nB6=%d\nX1=%d\nX2=%d\nX3=%d\nB3=%d\n",B6,X1,X2,X3,B3);
eencae 3:0e92710a46f9 92 #endif
eencae 2:79d0d565c3af 93 X1 = (calibration.AC3*B6)>>13;
eencae 2:79d0d565c3af 94 X2 = (calibration.B1*((B6*B6)>>12))>>16;
eencae 0:70d1d5ec30c8 95 X3 = ((X1+X2)+2)/4;
eencae 2:79d0d565c3af 96 B4 = (calibration.AC4*(uint32_t)(X3+32768))>>15;
eencae 3:0e92710a46f9 97 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 98 printf("X1=%d\nX2=%d\nX3=%d\nB4=%u\n",X1,X2,X3,B4);
eencae 3:0e92710a46f9 99 #endif
eencae 2:79d0d565c3af 100 B7 = ((uint32_t)UP - B3)*(50000>>oss);
eencae 3:0e92710a46f9 101 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 102 printf("B7=%u\n",B7);
eencae 3:0e92710a46f9 103 #endif
eencae 2:79d0d565c3af 104 int32_t P;
eencae 0:70d1d5ec30c8 105 if (B7 < 0x80000000)
eencae 0:70d1d5ec30c8 106 P = (B7*2)/B4;
eencae 0:70d1d5ec30c8 107 else
eencae 0:70d1d5ec30c8 108 P = (B7/B4)*2;
eencae 3:0e92710a46f9 109 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 110 printf("P=%d\n",P);
eencae 3:0e92710a46f9 111 #endif
eencae 2:79d0d565c3af 112 X1 = (P>>8)*(P>>8);
eencae 3:0e92710a46f9 113 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 114 printf("X1=%d\n",X1);
eencae 3:0e92710a46f9 115 #endif
eencae 2:79d0d565c3af 116 X1 = (X1*3038)>>16;
eencae 3:0e92710a46f9 117 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 118 printf("X1=%d\n",X1);
eencae 3:0e92710a46f9 119 #endif
eencae 2:79d0d565c3af 120 X2 = (-7357*P)>>16;
eencae 3:0e92710a46f9 121 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 122 printf("X2=%d\n",X2);
eencae 3:0e92710a46f9 123 #endif
eencae 0:70d1d5ec30c8 124 P = P + (X1+X2+3791)/16;
eencae 3:0e92710a46f9 125 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 126 printf("P=%d\n",P);
eencae 3:0e92710a46f9 127 #endif
eencae 3:0e92710a46f9 128
eencae 0:70d1d5ec30c8 129 return P;
eencae 0:70d1d5ec30c8 130
eencae 0:70d1d5ec30c8 131 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 132
eencae 0:70d1d5ec30c8 133 // configure the barometer
eencae 0:70d1d5ec30c8 134 void BMP180::init()
eencae 0:70d1d5ec30c8 135 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 136 i2c->frequency(400000); // set Fast Mode I2C frequency
eencae 0:70d1d5ec30c8 137
eencae 0:70d1d5ec30c8 138 char data = readByteFromRegister(ID_REG); // Section 4 - datasheet
eencae 0:70d1d5ec30c8 139 if (data != 0x55) { // if correct ID not found, hang and flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 140 error();
eencae 0:70d1d5ec30c8 141 }
eencae 3:0e92710a46f9 142
eencae 2:79d0d565c3af 143 readCalibrationData();
eencae 3:0e92710a46f9 144
eencae 2:79d0d565c3af 145 oss = 1; // standard power oversampling setting
eencae 3:0e92710a46f9 146
eencae 3:0e92710a46f9 147 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 148 oss = 0; // used when testing data sheet example
eencae 3:0e92710a46f9 149 #endif
eencae 3:0e92710a46f9 150
eencae 0:70d1d5ec30c8 151
eencae 0:70d1d5ec30c8 152 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 153
eencae 0:70d1d5ec30c8 154 // Reads factory calibrated data
eencae 0:70d1d5ec30c8 155 void BMP180::readCalibrationData()
eencae 0:70d1d5ec30c8 156 {
eencae 3:0e92710a46f9 157
eencae 0:70d1d5ec30c8 158 char eeprom[22];
eencae 2:79d0d565c3af 159
eencae 0:70d1d5ec30c8 160 readBytesFromRegister(EEPROM_REG_ADD,22,eeprom);
eencae 0:70d1d5ec30c8 161 // store calibration data in structure
eencae 0:70d1d5ec30c8 162 calibration.AC1 = (int16_t) (eeprom[0] << 8) | eeprom[1];
eencae 0:70d1d5ec30c8 163 calibration.AC2 = (int16_t) (eeprom[2] << 8) | eeprom[3];
eencae 0:70d1d5ec30c8 164 calibration.AC3 = (int16_t) (eeprom[4] << 8) | eeprom[5];
eencae 0:70d1d5ec30c8 165 calibration.AC4 = (uint16_t) (eeprom[6] << 8) | eeprom[7];
eencae 0:70d1d5ec30c8 166 calibration.AC5 = (uint16_t) (eeprom[8] << 8) | eeprom[9];
eencae 0:70d1d5ec30c8 167 calibration.AC6 = (uint16_t) (eeprom[10] << 8) | eeprom[11];
eencae 0:70d1d5ec30c8 168 calibration.B1 = (int16_t) (eeprom[12] << 8) | eeprom[13];
eencae 0:70d1d5ec30c8 169 calibration.B2 = (int16_t) (eeprom[14] << 8) | eeprom[15];
eencae 0:70d1d5ec30c8 170 calibration.MB = (int16_t) (eeprom[16] << 8) | eeprom[17];
eencae 0:70d1d5ec30c8 171 calibration.MC = (int16_t) (eeprom[18] << 8) | eeprom[19];
eencae 0:70d1d5ec30c8 172 calibration.MD = (int16_t) (eeprom[20] << 8) | eeprom[21];
eencae 3:0e92710a46f9 173
eencae 2:79d0d565c3af 174 // test data from data sheet
eencae 3:0e92710a46f9 175 #ifdef DEBUG
eencae 3:0e92710a46f9 176 calibration.AC1 = 408;
eencae 3:0e92710a46f9 177 calibration.AC2 = -72;
eencae 3:0e92710a46f9 178 calibration.AC3 = -14383;
eencae 3:0e92710a46f9 179 calibration.AC4 = 32741;
eencae 3:0e92710a46f9 180 calibration.AC5 = 32757;
eencae 3:0e92710a46f9 181 calibration.AC6 = 23153;
eencae 3:0e92710a46f9 182 calibration.B1 = 6190;
eencae 3:0e92710a46f9 183 calibration.B2 = 4;
eencae 3:0e92710a46f9 184 calibration.MB = -32768;
eencae 3:0e92710a46f9 185 calibration.MC = -8711;
eencae 3:0e92710a46f9 186 calibration.MD = 2868;
eencae 3:0e92710a46f9 187 printf("****EXAMPLE CALIBRATION DATA****\n");
eencae 3:0e92710a46f9 188 printf("AC1=%d\nAC2=%d\nAC3=%d\nAC4=%u\nAC5=%u\nAC6=%u\nB1=%d\nB2=%d\nMB=%d\nMC=%d\nMD=%d\n",
eencae 3:0e92710a46f9 189 calibration.AC1,calibration.AC2,calibration.AC3,calibration.AC4,calibration.AC5,calibration.AC6,
eencae 3:0e92710a46f9 190 calibration.B1,calibration.B2,calibration.MB,calibration.MC,calibration.MD);
eencae 3:0e92710a46f9 191 #endif
eencae 0:70d1d5ec30c8 192 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 193
eencae 0:70d1d5ec30c8 194
eencae 0:70d1d5ec30c8 195 // reads a byte from a specific register
eencae 0:70d1d5ec30c8 196 char BMP180::readByteFromRegister(char reg)
eencae 0:70d1d5ec30c8 197 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 198 int nack = i2c->write(BMP180_W_ADDRESS,&reg,1,true); // send the register address to the slave
eencae 0:70d1d5ec30c8 199 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 200 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 201
eencae 0:70d1d5ec30c8 202 char rx;
eencae 0:70d1d5ec30c8 203 nack = i2c->read(BMP180_W_ADDRESS,&rx,1); // read a byte from the register and store in buffer
eencae 0:70d1d5ec30c8 204 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 205 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 206
eencae 0:70d1d5ec30c8 207 return rx;
eencae 0:70d1d5ec30c8 208 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 209
eencae 0:70d1d5ec30c8 210 // reads a series of bytes, starting from a specific register
eencae 0:70d1d5ec30c8 211 void BMP180::readBytesFromRegister(char reg,int numberOfBytes,char bytes[])
eencae 0:70d1d5ec30c8 212 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 213 int nack = i2c->write(BMP180_W_ADDRESS,&reg,1,true); // send the slave write address and the configuration register address
eencae 0:70d1d5ec30c8 214
eencae 0:70d1d5ec30c8 215 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 216 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 217
eencae 0:70d1d5ec30c8 218 nack = i2c->read(BMP180_W_ADDRESS,bytes,numberOfBytes); // read bytes
eencae 0:70d1d5ec30c8 219 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 220 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 221
eencae 0:70d1d5ec30c8 222 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 223
eencae 0:70d1d5ec30c8 224 // sends a byte to a specific register
eencae 0:70d1d5ec30c8 225 void BMP180::sendByteToRegister(char byte,char reg)
eencae 0:70d1d5ec30c8 226 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 227 char data[2];
eencae 0:70d1d5ec30c8 228 data[0] = reg;
eencae 0:70d1d5ec30c8 229 data[1] = byte;
eencae 0:70d1d5ec30c8 230 // send the register address, followed by the data
eencae 0:70d1d5ec30c8 231 int nack = i2c->write(BMP180_W_ADDRESS,data,2);
eencae 0:70d1d5ec30c8 232 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 233 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 234
eencae 0:70d1d5ec30c8 235 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 236
eencae 0:70d1d5ec30c8 237 void BMP180::error()
eencae 0:70d1d5ec30c8 238 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 239 while(1) {
eencae 0:70d1d5ec30c8 240 leds->write(15);
eencae 0:70d1d5ec30c8 241 wait(0.1);
eencae 0:70d1d5ec30c8 242 leds->write(0);
eencae 0:70d1d5ec30c8 243 wait(0.1);
eencae 0:70d1d5ec30c8 244 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 245 }