初学者
10 分钟

使用 STCC4、SHT40 和 STM32G071RB 实现精确的 CO₂、温度和湿度测量

适用于空气质量监测器和智能恒温器的室内环境数据分析解决方案

Environment 7 Click with Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

已发布 7月 15, 2025

点击板

Environment 7 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G071RB

全面掌握室内环境状况,提供可靠数据,实现空气质量的最佳控制

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Environment 7 Click 是一款紧凑型环境监测解决方案,集成了 Sensirion 出品的两款高可靠性传感器:STCC4 二氧化碳传感器和 SHT40 温湿度传感器。与传统的单一传感器板不同,该 Click 板将 CO₂、温度和湿度测量功能集成于同一平台,适用于室内空气质量监测的全方位应用场景。STCC4 传感器采用先进的热导率检测技术,能在 400 至 5000 ppm 范围内提供精准的 CO₂ 浓度读数,精度达 ±100ppm+10%。该传感器出厂即已校准,并优化以配合高质量的温湿度数据,从而在空气质量监测器、暖通空调系统(HVAC)和智能家居设备中提供稳定可靠的性能。

SHT40 传感器则提供高精度的相对湿度(±1.8%RH)与温度(±0.2°C)测量,补充完善环境监测数据,为复杂应用中的智能决策提供全面支持。该传感器具有超低功耗,在常规及凝结环境下都能保持强大性能,具备宽工作范围并通过 JEDEC 认证,确保长期耐用性。这两颗传感器通过 I²C 接口传输同步的环境数据,并支持地址选择,从而实现高效整合的数据采集。Environment 7 Click 是一款强大的多传感器解决方案,可实时精准监控关键空气质量参数,保障最佳的室内环境状态、能源效率与用户舒适度。该 Click 板还采用了 MIKROE 最新推出的 Click Snap

 设计形式,与传统标准 Click 板不同,该设计允许通过断开 PCB 将主要传感器区域独立出来,从而大大拓展了应用灵活性。通过 Snap 功能,STCC4 和 SHT40 可在独立状态下通过 1–8 引脚直接访问其信号,实现自主运行。Snap 部分还包含一个固定的螺丝孔位,便于用户将其安装至目标位置。本 Click 板仅支持 3.3V 逻辑电平工作;若与其他逻辑电平的 MCU 搭配使用,需进行电平转换。此外,MikroE 还为该板提供了完整的软件库与示例代码,可供用户进行二次开发参考使用。

Environment 7 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G071RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32G071RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

36864

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
ID COMM
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Environment 7 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32G071RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

Environment 7 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示了 Environment 7 Click 扩展板的使用,该扩展板可测量温度、湿度和 CO₂ 浓度。示例中完成了设备初始化、传感器 ID 读取,并持续记录环境数据。

关键功能:

  • environment7_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构体为默认值。

  • environment7_init - 初始化使用该 Click 板所需的所有引脚和外设。

  • environment7_read_id - 读取 STCC4 设备的产品号和序列号。

  • environment7_set_meas_mode - 设置 STCC4 设备的测量模式。

  • environment7_read_meas - 从 STCC4 设备读取气体浓度、温度和相对湿度数据。

应用初始化
初始化日志系统,获取并打印产品号和序列号,然后以 1Hz 采样率启动连续测量模式。

应用任务
持续读取并记录传感器的温度(℃)、湿度(%RH)和 CO₂ 浓度(ppm)数据。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Environment 7 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Environment 7 Click board, which provides 
 * temperature, humidity, and CO2 concentration measurements. The example initializes 
 * the device, reads sensor IDs, and continuously logs environmental data.
 *
 * The demo application is composed of two sections:
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger, retrieves and logs the product and serial numbers, and starts
 * the measurement in continuous mode with 1Hz sampling rate.
 *
 * ## Application Task
 * Continuously reads and logs temperature (degC) and humidity (%RH), and CO2 concentration (ppm)
 * from sensors.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "environment7.h"

static environment7_t environment7;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    environment7_cfg_t environment7_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    environment7_cfg_setup( &environment7_cfg );
    ENVIRONMENT7_MAP_MIKROBUS( environment7_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == environment7_init( &environment7, &environment7_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    uint32_t prod_num = 0;
    uint32_t serial_msb = 0;
    uint32_t serial_lsb = 0;
    if ( ENVIRONMENT7_OK != environment7_read_id ( &environment7, &prod_num, &serial_msb, &serial_lsb ) )
    {
        log_error( &logger, " Check communication." );
        for ( ; ; );
    }
    log_printf ( &logger, " Product number: 0x%.8LX\r\n", prod_num );
    log_printf ( &logger, " Serial number: 0x%.8LX%.8LX\r\n", serial_msb, serial_lsb );
    
    if ( ENVIRONMENT7_OK == environment7_set_meas_mode ( &environment7, ENVIRONMENT7_MEAS_MODE_START_CONTINUOUS ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Continuous measurement started (1 Hz output)\r\n" );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float temperature = 0;
    float humidity = 0;
    uint16_t co2_concentration = 0;

    if ( ENVIRONMENT7_OK == environment7_read_meas ( &environment7, &co2_concentration, &temperature, &humidity ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Temperature: %.2f degC\r\n", temperature );
        log_printf ( &logger, " Humidity: %.2f %%RH\r\n", humidity );
        log_printf ( &logger, " CO2: %u ppm\r\n\n", co2_concentration );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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