AM2321是广州奥松电子生产的数字式温湿度传感器。虽是国产品牌，其精度也可以与国外的主流温湿度传感IC媲美。
- 尺寸：11.3x7.8x4mm（长x宽x高）
- 封装：0.05 pitch PTH
- 工作电压：2.6~5V
- 接口：I2C，最大速率100kbps，有特殊时序要求
- 分辨率：温度0.1°C，相对湿度0.1%RH
- 精度：室温时温度误差+/-0.3°C，相对湿度误差+/-3%RH
- 重复性：温度+/-0.2°C，相对湿度+/-0.1%RH
美中不足：与国外同精度产品相比，AM2321的重复性和漂移指标偏大；只能手动焊接，量产时会很不方便。
电路连接
AM2321支持5V工作，将电源、地、SCL、SDA四个管脚直接与UNO板子的对应管脚相连。对于Arduino UNO，I2C总线的SDA信号线对应A4管脚，SCL时钟线对应A5管脚。之后，SCL、SDA线需要通过上拉电阻连接到5V电源，电阻值可取4.7k或10k。
功能调试
第一次调试花了不少时间，最终借助示波器才搞定。需留意的几个问题：
1. I2C地址问题。虽然手册里写的地址是0xB8（0b10111000），但实际上器件是采用的7位地址，应该表述成0x5C（0b1011100），代码中的地址也应写成0x5C，否则无法通信。
2. 唤醒AM2321时的时序问题。器件不回ACK，且最后一个时钟下降沿到发stop信号需间隔0.8~3ms。这个时序条件在Arduino的Wire库中没有处理的函数，因此只能将A4、A5设置成GPIO，利用bit-banging实现。shiftOut()函数可以实现字节的串行输出，且速率刚好也是100kbps左右。
3. A4、A5管脚在GPIO和硬件I2C之间的功能切换问题。在调用的Wire.begin()函数之后，再使用pinMode()或digitalWrite()函数就无效了。发现在Wire.begin()函数中设置了I2C的控制寄存器TWCR，需将TWCR恢复到调用Wire.begin()前的状态，才可以用GPIO的方式操作A4、A5。
4. 读返回数据时的时序问题。手册要求发送地址后，需要等待至少30μs后才能读取数据。这个功能在Wire库里也不支持，但直接用库里的函数（间隔约10μs）读取，没有发现有通信错误的问题。
参考代码：
1 /*
2 Measurement of temperature and humidity using the AM2321 sensor
3 Attention:
4 The protocol AM2321 used is not a standard i2c.
5 Bit-banging is used to wake up the sensor,
6 and then i2c functions are used to communicate.
7 Connection:
8 AM2321 UNO
9 VDD <----------> GND
10 GND <----------> GND
11 SCL <----------> SCL(A5)
12 SDA <----------> SDA(A4)
13 */
14
15 #include <Wire.h>
16
17 #define ADDRESS_AM2321 0x5C //not 0xB8
18 #define SIGN_WRITE 0x00
19 #define SDA_PIN A4
20 #define SCL_PIN A5
21
22 byte fuctionCode = 0;
23 byte dataLength = 0;
24 byte humiHigh = 0;
25 byte humiLow = 0;
26 byte tempHigh = 0;
27 byte tempLow = 0;
28 byte crcHigh = 0;
29 byte crcLow = 0;
30
31 int humidity = 0;
32 int temperature = 0;
33 unsigned int crcCode = 0;
34
35 byte backupTWCR = 0;
36
37 void setup()
38 {
39 Serial.begin(115200);
40 }
41
42 void loop()
43 {
44 //step 1. wake up the sensor
45 SendWakeUp();
46 backupTWCR = TWCR;
47
48 //step 2. send command
49 Wire.begin();
50 Wire.beginTransmission(ADDRESS_AM2321);
51 Wire.write(0x03);
52 Wire.write(0x00);
53 Wire.write(0x04);
54 Wire.endTransmission();
55
56 delayMicroseconds(1500);
57
58 //step 3. read data, and recover the TWCR register
59 Wire.requestFrom(ADDRESS_AM2321, 8);
60 fuctionCode = Wire.read();
61 dataLength = Wire.read();
62 humiHigh = Wire.read();
63 humiLow = Wire.read();
64 tempHigh = Wire.read();
65 tempLow = Wire.read();
66 crcLow = Wire.read();
67 crcHigh = Wire.read();
68
69 //get the result
70 humidity = (humiHigh<<8) | humiLow;
71 temperature = (tempHigh<<8) | tempLow;
72 crcCode = (crcHigh<<8) | crcLow;
73
74 Serial.print(temperature/10.0, 1); Serial.println(" `C");
75 Serial.print(humidity/10.0, 1); Serial.println(" \%RH");
76 CheckCRC();
77
78 //recover the TWCR register
79 TWCR = backupTWCR;
80
81 delay(4000);
82 }
83
84 void SendWakeUp()
85 {
86 //set pinmode
87 pinMode(SCL_PIN, OUTPUT);
88 pinMode(SDA_PIN, OUTPUT);
89 digitalWrite(SCL_PIN, HIGH);
90 digitalWrite(SDA_PIN, HIGH);
91
92 //issue a START condition
93 delayMicroseconds(5);
94 digitalWrite(SDA_PIN, LOW);
95 delayMicroseconds(5);
96 digitalWrite(SCL_PIN, LOW);
97 delayMicroseconds(5);
98
99 //send ADDRESS+W
100 shiftOut(SDA_PIN, SCL_PIN, MSBFIRST, ((ADDRESS_AM2321<<1) | SIGN_WRITE));
101
102 //send clock for ack
103 pinMode(SDA_PIN, INPUT_PULLUP);// or INPUT mode
104 delayMicroseconds(5);
105 digitalWrite(SCL_PIN, HIGH);
106 delayMicroseconds(5);
107 digitalWrite(SCL_PIN, LOW);
108 pinMode(SDA_PIN, OUTPUT);
109 digitalWrite(SDA_PIN, LOW);
110
111 delayMicroseconds(1000);
112
113 //issue a STOP condition
114 digitalWrite(SCL_PIN, HIGH);
115 delayMicroseconds(5);
116 digitalWrite(SDA_PIN, HIGH);
117 }
118
119 void CheckCRC() //from the datesheet
120 {
121 byte backValues[] = {fuctionCode, dataLength, humiHigh, 122 humiLow, tempHigh, tempLow};
123 unsigned int crc = 0xFFFF;
124 int i;
125 int len = 6;
126 int j = 0;
127 while (len--)
128 {
129 crc ^= backValues[j];
130 j++;
131 for (i=0; i<8; i++)
132 {
133 if (crc & 0x01)
134 {
135 crc >>= 1;
136 crc ^= 0xA001;
137 }
138 else
139 {
140 crc >>= 1;
141 }
142 }
143 }
144 if (crc == crcCode)
145 {
146 Serial.println("CRC checked.");
147 }
148 else
149 {
150 Serial.println("CRC Error!");
151 }
152 }
参考资料
奥松官网信息 - AM2321数字温湿度传感器
TI - Troubleshooting I2C Bus Protocol关于I2C调试问题处理的文档，推荐