Kun Qian / BMP180

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

Fork of BMP180 by Craig Evans

BMP180.cpp@2:79d0d565c3af, 2015-03-13 (annotated)

Committer:
eencae
Date:
Fri Mar 13 18:44:57 2015 +0000
Revision:
2:79d0d565c3af
Parent:
0:70d1d5ec30c8
Child:
3:0e92710a46f9
-Added in test data from data sheet (algorithm matches solution presented in data sheet).; -Swapped int for int32_t to be sure of size.; -Replaced dividing by powers of 2 by bit-shifting.;

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 2:79d0d565c3af 42 int UT = (MSB << 8) | LSB;
eencae 2:79d0d565c3af 43 //int32_t UT = 27898; // test data from datasheet
eencae 2:79d0d565c3af 44 //printf("\n\nUT = %d\n",UT);
eencae 0:70d1d5ec30c8 45 return UT;
eencae 0:70d1d5ec30c8 46 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 47
eencae 2:79d0d565c3af 48 int32_t BMP180::readUncompensatedPressureValue()
eencae 0:70d1d5ec30c8 49 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 50 // from datasheet
eencae 0:70d1d5ec30c8 51 char byte = 0x34 + (oss << 6);
eencae 0:70d1d5ec30c8 52 sendByteToRegister(byte,0xF4);
eencae 0:70d1d5ec30c8 53 wait_ms(8); // 7.5 ms delay for OSS = 1
eencae 0:70d1d5ec30c8 54
eencae 0:70d1d5ec30c8 55 char MSB = readByteFromRegister(0xF6);
eencae 0:70d1d5ec30c8 56 char LSB = readByteFromRegister(0xF7);
eencae 2:79d0d565c3af 57 char XLSB = readByteFromRegister(0xF7);
eencae 0:70d1d5ec30c8 58 // just do 16-bit, not 19-bit
eencae 2:79d0d565c3af 59 //int UP = (MSB << 16 | LSB << 8 | XLSB) >> (8 - oss);
eencae 0:70d1d5ec30c8 60 int UP = (MSB << 16 | LSB << 8) >> (8 - oss);
eencae 2:79d0d565c3af 61
eencae 2:79d0d565c3af 62 //int32_t UP = 23843; // test data from datasheet
eencae 2:79d0d565c3af 63 //printf("UP = %d\n",UP);
eencae 0:70d1d5ec30c8 64 return UP;
eencae 0:70d1d5ec30c8 65 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 66
eencae 2:79d0d565c3af 67 int32_t BMP180::calcTrueTemperature(int32_t UT)
eencae 0:70d1d5ec30c8 68 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 69 // equations from data sheet
eencae 2:79d0d565c3af 70 X1 = ((UT - calibration.AC6)*calibration.AC5) >> 15;
eencae 2:79d0d565c3af 71 X2 = (calibration.MC << 11) / (X1 + calibration.MD);
eencae 0:70d1d5ec30c8 72 B5 = X1 + X2;
eencae 2:79d0d565c3af 73 int32_t T = (B5 + 8) >> 4;
eencae 2:79d0d565c3af 74 //printf("X1=%d\nX2=%d\nB5=%d\n*****\nT=%d\n******\n",X1,X2,B5,T);
eencae 0:70d1d5ec30c8 75 return T;
eencae 0:70d1d5ec30c8 76 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 77
eencae 2:79d0d565c3af 78 int32_t BMP180::calcTruePressure(int32_t UP)
eencae 0:70d1d5ec30c8 79 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 80 // equations from data sheet
eencae 0:70d1d5ec30c8 81 B6 = B5 - 4000;
eencae 2:79d0d565c3af 82 //printf("\n********\nB6=%d\n",B6);
eencae 2:79d0d565c3af 83 X1 = (calibration.B2 * ((B6*B6) >> 12))>>11;
eencae 2:79d0d565c3af 84 X2 = (calibration.AC2*B6)>>11;
eencae 0:70d1d5ec30c8 85 X3 = X1 + X2;
eencae 2:79d0d565c3af 86 B3 = (((calibration.AC1*4 + X3) << oss)+2)/4;
eencae 2:79d0d565c3af 87 //printf("X1=%d\nX2=%d\nX3=%d\nB3=%d\n",X1,X2,X3,B3);
eencae 2:79d0d565c3af 88 X1 = (calibration.AC3*B6)>>13;
eencae 2:79d0d565c3af 89 X2 = (calibration.B1*((B6*B6)>>12))>>16;
eencae 0:70d1d5ec30c8 90 X3 = ((X1+X2)+2)/4;
eencae 2:79d0d565c3af 91 B4 = (calibration.AC4*(uint32_t)(X3+32768))>>15;
eencae 2:79d0d565c3af 92 //printf("X1=%d\nX2=%d\nX3=%d\nB4=%u\n",X1,X2,X3,B4);
eencae 2:79d0d565c3af 93 B7 = ((uint32_t)UP - B3)*(50000>>oss);
eencae 2:79d0d565c3af 94 //printf("B7=%u\n",B7);
eencae 2:79d0d565c3af 95 int32_t P;
eencae 0:70d1d5ec30c8 96 if (B7 < 0x80000000)
eencae 0:70d1d5ec30c8 97 P = (B7*2)/B4;
eencae 0:70d1d5ec30c8 98 else
eencae 0:70d1d5ec30c8 99 P = (B7/B4)*2;
eencae 2:79d0d565c3af 100 //printf("P=%d\n",P);
eencae 2:79d0d565c3af 101 X1 = (P>>8)*(P>>8);
eencae 2:79d0d565c3af 102 //printf("X1=%d\n",X1);
eencae 2:79d0d565c3af 103 X1 = (X1*3038)>>16;
eencae 2:79d0d565c3af 104 //printf("X1=%d\n",X1);
eencae 2:79d0d565c3af 105 X2 = (-7357*P)>>16;
eencae 2:79d0d565c3af 106 //printf("X2=%d\n",X2);
eencae 0:70d1d5ec30c8 107 P = P + (X1+X2+3791)/16;
eencae 2:79d0d565c3af 108 //printf("P=%d\n",P);
eencae 2:79d0d565c3af 109
eencae 0:70d1d5ec30c8 110 return P;
eencae 0:70d1d5ec30c8 111
eencae 0:70d1d5ec30c8 112 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 113
eencae 0:70d1d5ec30c8 114 // configure the barometer
eencae 0:70d1d5ec30c8 115 void BMP180::init()
eencae 0:70d1d5ec30c8 116 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 117 i2c->frequency(400000); // set Fast Mode I2C frequency
eencae 0:70d1d5ec30c8 118
eencae 0:70d1d5ec30c8 119 char data = readByteFromRegister(ID_REG); // Section 4 - datasheet
eencae 0:70d1d5ec30c8 120 if (data != 0x55) { // if correct ID not found, hang and flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 121 error();
eencae 0:70d1d5ec30c8 122 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 123
eencae 2:79d0d565c3af 124 readCalibrationData();
eencae 2:79d0d565c3af 125 oss = 1; // standard power oversampling setting
eencae 2:79d0d565c3af 126 //oss = 0; // used when testing data sheet example
eencae 0:70d1d5ec30c8 127
eencae 0:70d1d5ec30c8 128 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 129
eencae 0:70d1d5ec30c8 130 // Reads factory calibrated data
eencae 0:70d1d5ec30c8 131 void BMP180::readCalibrationData()
eencae 0:70d1d5ec30c8 132 {
eencae 2:79d0d565c3af 133
eencae 0:70d1d5ec30c8 134 char eeprom[22];
eencae 2:79d0d565c3af 135
eencae 0:70d1d5ec30c8 136 readBytesFromRegister(EEPROM_REG_ADD,22,eeprom);
eencae 0:70d1d5ec30c8 137 // store calibration data in structure
eencae 0:70d1d5ec30c8 138 calibration.AC1 = (int16_t) (eeprom[0] << 8) | eeprom[1];
eencae 0:70d1d5ec30c8 139 calibration.AC2 = (int16_t) (eeprom[2] << 8) | eeprom[3];
eencae 0:70d1d5ec30c8 140 calibration.AC3 = (int16_t) (eeprom[4] << 8) | eeprom[5];
eencae 0:70d1d5ec30c8 141 calibration.AC4 = (uint16_t) (eeprom[6] << 8) | eeprom[7];
eencae 0:70d1d5ec30c8 142 calibration.AC5 = (uint16_t) (eeprom[8] << 8) | eeprom[9];
eencae 0:70d1d5ec30c8 143 calibration.AC6 = (uint16_t) (eeprom[10] << 8) | eeprom[11];
eencae 0:70d1d5ec30c8 144 calibration.B1 = (int16_t) (eeprom[12] << 8) | eeprom[13];
eencae 0:70d1d5ec30c8 145 calibration.B2 = (int16_t) (eeprom[14] << 8) | eeprom[15];
eencae 0:70d1d5ec30c8 146 calibration.MB = (int16_t) (eeprom[16] << 8) | eeprom[17];
eencae 0:70d1d5ec30c8 147 calibration.MC = (int16_t) (eeprom[18] << 8) | eeprom[19];
eencae 0:70d1d5ec30c8 148 calibration.MD = (int16_t) (eeprom[20] << 8) | eeprom[21];
eencae 2:79d0d565c3af 149
eencae 2:79d0d565c3af 150 // test data from data sheet
eencae 2:79d0d565c3af 151 //calibration.AC1 = 408;calibration.AC2 = -72;calibration.AC3 = -14383;calibration.AC4 = 32741;calibration.AC5 = 32757;
eencae 2:79d0d565c3af 152 //calibration.AC6 = 23153;calibration.B1 = 6190;calibration.B2 = 4;calibration.MB = -32768;calibration.MC = -8711;calibration.MD = 2868;
eencae 2:79d0d565c3af 153 //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 2:79d0d565c3af 154 // calibration.AC1,calibration.AC2,calibration.AC3,calibration.AC4,calibration.AC5,calibration.AC6,
eencae 2:79d0d565c3af 155 // calibration.B1,calibration.B2,calibration.MB,calibration.MC,calibration.MD);
eencae 0:70d1d5ec30c8 156 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 157
eencae 0:70d1d5ec30c8 158
eencae 0:70d1d5ec30c8 159 // reads a byte from a specific register
eencae 0:70d1d5ec30c8 160 char BMP180::readByteFromRegister(char reg)
eencae 0:70d1d5ec30c8 161 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 162 int nack = i2c->write(BMP180_W_ADDRESS,&reg,1,true); // send the register address to the slave
eencae 0:70d1d5ec30c8 163 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 164 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 165
eencae 0:70d1d5ec30c8 166 char rx;
eencae 0:70d1d5ec30c8 167 nack = i2c->read(BMP180_W_ADDRESS,&rx,1); // read a byte from the register and store in buffer
eencae 0:70d1d5ec30c8 168 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 169 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 170
eencae 0:70d1d5ec30c8 171 return rx;
eencae 0:70d1d5ec30c8 172 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 173
eencae 0:70d1d5ec30c8 174 // reads a series of bytes, starting from a specific register
eencae 0:70d1d5ec30c8 175 void BMP180::readBytesFromRegister(char reg,int numberOfBytes,char bytes[])
eencae 0:70d1d5ec30c8 176 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 177 int nack = i2c->write(BMP180_W_ADDRESS,&reg,1,true); // send the slave write address and the configuration register address
eencae 0:70d1d5ec30c8 178
eencae 0:70d1d5ec30c8 179 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 180 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 181
eencae 0:70d1d5ec30c8 182 nack = i2c->read(BMP180_W_ADDRESS,bytes,numberOfBytes); // read bytes
eencae 0:70d1d5ec30c8 183 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 184 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 185
eencae 0:70d1d5ec30c8 186 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 187
eencae 0:70d1d5ec30c8 188 // sends a byte to a specific register
eencae 0:70d1d5ec30c8 189 void BMP180::sendByteToRegister(char byte,char reg)
eencae 0:70d1d5ec30c8 190 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 191 char data[2];
eencae 0:70d1d5ec30c8 192 data[0] = reg;
eencae 0:70d1d5ec30c8 193 data[1] = byte;
eencae 0:70d1d5ec30c8 194 // send the register address, followed by the data
eencae 0:70d1d5ec30c8 195 int nack = i2c->write(BMP180_W_ADDRESS,data,2);
eencae 0:70d1d5ec30c8 196 if (nack)
eencae 0:70d1d5ec30c8 197 error(); // if we don't receive acknowledgement, flash error message
eencae 0:70d1d5ec30c8 198
eencae 0:70d1d5ec30c8 199 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 200
eencae 0:70d1d5ec30c8 201 void BMP180::error()
eencae 0:70d1d5ec30c8 202 {
eencae 0:70d1d5ec30c8 203 while(1) {
eencae 0:70d1d5ec30c8 204 leds->write(15);
eencae 0:70d1d5ec30c8 205 wait(0.1);
eencae 0:70d1d5ec30c8 206 leds->write(0);
eencae 0:70d1d5ec30c8 207 wait(0.1);
eencae 0:70d1d5ec30c8 208 }
eencae 0:70d1d5ec30c8 209 }