本次项目基于 NRF54L15-DK 开发板和 SHT30 温湿度传感器，实现了一个可以通过手机查看数据的 BLE 温湿度计。整体流程分为两步：第一步通过 I2C 读取 SHT30 温湿度数据，第二步通过 BLE GATT Notify 将数据实时推送到手机端显示。

一、项目目标

本项目最终希望实现以下功能：

1. NRF54L15-DK 通过 I2C 驱动 SHT30 温湿度传感器。

2. 周期性读取温度和湿度数据。

3. 对 SHT30 返回的数据进行 CRC 校验，保证数据可靠。

4. 将温湿度数据转换为直观的字符串格式。

5. 手机通过 nRF Connect 连接开发板，并实时接收温湿度数据。

二、硬件连接与供电注意事项

实验中使用的是淘宝购买的 SHT30 模块。刚开始调试时，传感器在 NRF54L15-DK 上一直无法正常驱动，但换到其他板卡后可以工作。经过排查，问题主要出在供电电压上。

SHT30 对电压比较敏感，本次实验中需要将 NRF54L15-DK 的 VDDIO 调整到 3.3V 后，I2C 通信才稳定正常。NRF54L15-DK 板载 nPM1300 电源管理芯片，可以通过 Board Configurator 修改 VDDIO 输出电压。

操作流程大致如下：

1. 打开 Board Configurator。

2. 选择对应的 NRF54L15-DK 开发板。

3. 将 VDDIO 输出电压修改为 3.3V。

4. 写入配置后重新编译烧录。

5. 再通过 I2C 扫描确认 SHT30 地址。

本次实验中，SHT30 的 I2C 地址为 0x44。

三、Zephyr 设备树配置

I2C 部分通过 app.overlay 配置。实验中使用 i2c21，SCL 和 SDA 分别配置到 P1.11、P1.12，并开启上拉。

配置重点包括：

&i2c21 {
    status = "okay";
    clock-frequency = <I2C_BITRATE_STANDARD>;

    sht3xd@44 {
        compatible = "sensirion,sht3xd";
        reg = <0x44>;
    };
};

引脚部分需要将 TWIM 的 SCL、SDA 绑定到实际接线的 GPIO 上：

&pinctrl {
    i2c21_default: i2c21_default {
        group1 {
            psels = <NRF_PSEL(TWIM_SCL, 1, 11)>,
                    <NRF_PSEL(TWIM_SDA, 1, 12)>;
            bias-pull-up;
        };
    };
};

这里要特别注意，设备树中的 I2C 总线、引脚号和实际接线必须一致，否则程序能编译，但传感器读不到数据。

四、工程配置 prj.conf

第一阶段只需要先打开 I2C、打印和浮点数输出支持：

CONFIG_I2C=y
CONFIG_PRINTK=y
CONFIG_NRFX_TWIM=y
CONFIG_CBPRINTF_FP_SUPPORT=y

其中 CONFIG_CBPRINTF_FP_SUPPORT=y 比较关键，如果不开启，串口打印浮点数时可能显示异常。

五、SHT30 数据读取流程

SHT30 的读取过程可以概括为：

1. 发送单次高精度测量命令。

2. 等待传感器完成测量。

3. 读取 6 字节原始数据。

4. 对温度和湿度分别做 CRC 校验。

5. 将原始数据换算为实际温度和湿度。

6. 每 2 秒循环读取一次。

SHT30 返回的数据格式为：

温度高字节、温度低字节、温度 CRC、
湿度高字节、湿度低字节、湿度 CRC

换算公式为：

温度 = -45 + 175 * raw_t / 65535
湿度 = 100 * raw_rh / 65535

加入 CRC 校验后，可以避免 I2C 通信异常时产生错误数据。调试阶段建议先通过串口打印原始数据和换算后的温湿度，确认 I2C 驱动部分工作正常，再进行 BLE 部分开发。

六、BLE 方案选择

一开始尝试直接把温湿度数据放进 BLE 广播包里，例如 Manufacturer Data。但实际用 nRF Connect 查看时，广播数据通常会显示为十六进制，不够直观。每次都要把 Hex 转成 ASCII，体验不太好。

因此最终改为使用 BLE GATT Server：

1. 开发板作为 BLE 外设。

2. 手机主动连接开发板。

3. 开发板创建自定义 GATT 服务。

4. 温湿度数据放在特征值中。

5. 手机开启 Notify 后，开发板周期性推送字符串数据。

这样手机端就可以直接看到类似：

T:24.5C H:45.2%

这种人眼可读的数据。

七、BLE 配置

在原有 I2C 配置基础上，增加 BLE 外设相关配置：

CONFIG_BT=y
CONFIG_BT_DEVICE_NAME="SHT30_GATT"
CONFIG_BT_PERIPHERAL=y
CONFIG_BT_GATT_CLIENT=n

程序中需要完成以下工作：

1. 初始化蓝牙协议栈。

2. 设置设备名 SHT30_GATT。

3. 创建自定义 128-bit UUID 的 GATT 服务。

4. 创建支持 Read 和 Notify 的特征值。

5. 监听手机是否开启 Notify。

6. 连接成功后保存连接对象。

7. 读取 SHT30 数据后，通过 Notify 推送给手机。

核心思路是：I2C 负责采集，GATT Characteristic 负责承载数据，Notify 负责主动推送。

八、手机端验证方法

使用 nRF Connect APP 验证时，步骤如下：

1. 打开 nRF Connect。

2. 扫描 BLE 设备，找到 SHT30_GATT。

3. 点击连接。

4. 展开 Unknown Service，也就是自定义服务。

5. 找到对应特征值。

6. 将数据显示格式切换为 UTF-8 或 String。

7. 点击 Notify 按钮。

8. 等待数据每 2 秒自动刷新。

如果一切正常，就可以在手机端看到实时温湿度字符串。

九、调试经验总结

这次实验中比较关键的点有几个：

1. SHT30 供电电压要确认，NRF54L15-DK 上建议先把 VDDIO 调到 3.3V。

2. I2C 地址要先扫描确认，本次使用的是 0x44。

3. overlay 中的 I2C 总线和引脚必须与实际连接一致。

4. 浮点打印需要打开 CONFIG_CBPRINTF_FP_SUPPORT。

5. SHT30 数据建议加入 CRC 校验，提高稳定性。

6. BLE 广播适合发送少量原始数据，但不适合直接做直观文本显示。

7. 如果希望手机端实时看到可读数据，GATT Notify 更合适。

8. nRF Connect 中要手动开启 Notify，否则只能读到静态值或看不到实时刷新。

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