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BME280气压温湿度传感器

传感器：温度、湿度、气压
供电电压：1.7-3.6V
温度范围：-40℃~+85℃，分辨率0.1℃，误差±0.5℃
湿度范围：0~100%RH，分辨率0.1%RH，误差±2%RH
气压范围：300~1100hPa，误差±1hPa

简介

BME280 是一款集成温度、湿度、气压传感器的高精度环境传感器，支持 I²C 和 SPI 两种通信方式。以下是其引脚功能、接线方法及使用注意事项。

电路

引脚编号	引脚名称	功能描述
1	VDD	电源输入（1.71V~3.6V，典型3.3V）
2	GND	接地
3	SCL	I²C 时钟线 / SPI 时钟（SCK）
4	SDA	I²C 数据线 / SPI 数据输入（SDI）
5	CSB	SPI 片选（低电平有效），I²C 模式下接 VDD
6	SDO	SPI 数据输出 / I²C 地址选择（接 GND=0x76，接 VDD=0x77）
7	RESET	复位引脚（低电平复位，通常接 VDD 或 MCU GPIO）
8	NC	无连接（悬空）

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在 BME280 传感器中，SDO 引脚的主要作用是 选择 I²C 通信地址，同时它在 SPI 模式下作为数据输出（MISO）。

案例

BME280 支持 I²C 和 SPI 两种通信方式，接线方式有所不同。

（1）I²C 模式接线（推荐）

• 适用场景：短距离通信（<1m），多设备共享总线。

• 接线方式：

  BME280	单片机（如STM32/ESP32/Arduino）
  VDD	3.3V
  GND	GND
  SCL	MCU 的 I²C SCL 引脚
  SDA	MCU 的 I²C SDA 引脚
  CSB	接 VDD（禁用 SPI，启用 I²C）
  SDO	接 GND（地址 0x76）或 VDD（地址 0x77）
  RESET	接 VDD 或 MCU GPIO（可选）

  I²C 总线必须加上拉电阻（典型 4.7kΩ）：

  VDD (3.3V)│├─── 4.7kΩ ─── SCL├─── 4.7kΩ ─── SDA│
  GND
  

BME280                         单片机
VDD   ─────────────── 3.3V
GND   ─────────────── GND
SCL   ─────────────── SCL（加4.7kΩ上拉）
SDA   ─────────────── SDA（加4.7kΩ上拉）
CSB   ─────────────── 3.3V（禁用SPI）
SDO   ──── 10kΩ ──── GND（固定0x76）
RESET ─────────────── 3.3V（或MCU GPIO）

（2）SPI 模式接线

• 适用场景：高速通信（>1MHz），长距离抗干扰更强。

• 接线方式：

  BME280	单片机（如STM32/ESP32/Arduino）
  VDD	3.3V
  GND	GND
  SCK	MCU 的 SPI SCK 引脚
  SDI (SDA)	MCU 的 SPI MOSI 引脚
  SDO	MCU 的 SPI MISO 引脚
  CSB	MCU 的 SPI CS 引脚（低电平有效）
  RESET	接 VDD 或 MCU GPIO（可选）

  SPI 模式下 SDO 和 CSB 必须正确连接，否则无法通信！

BME280                         单片机
VDD   ─────────────── 3.3V
GND   ─────────────── GND
SCK   ─────────────── SCK
SDI   ─────────────── MOSI
SDO   ─────────────── MISO（无需上下拉）
CSB   ─────────────── CS（低电平有效）
RESET ─────────────── 3.3V（或MCU GPIO）

注意：SPI 模式下 SDO 是数据输出（MISO），通常无需上下拉，除非 MCU 需要外部上拉。

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注意事项

（1）电源供电

• 电压范围：1.71V~3.6V（推荐 3.3V，5V 可能损坏芯片！）。
• 电流消耗：
  • 正常模式：~3.6mA（高精度测量时）。
  • 睡眠模式：~0.1μA（低功耗应用）。
• 建议：若使用 5V 单片机（如 Arduino Uno），需加 电平转换电路 或 LDO（如AMS1117-3.3V）。

（2）I²C 地址选择

• SDO 引脚决定 I²C 地址：
  • SDO 接 GND → 0x76（默认）。
  • SDO 接 VDD → 0x77（用于多设备避免地址冲突）。
• 如果 I²C 扫描不到设备，检查 SDO 连接是否正确。

（3）SPI 模式注意事项

• CSB 必须拉低（接 MCU 的 SPI CS 引脚），否则 SPI 不工作。
• SPI 时钟速率：最高 10MHz（但建议 1MHz 以内稳定运行）。

（4）PCB 布局建议

• VDD 和 GND 加去耦电容（典型 0.1μF 陶瓷电容靠近 VDD 引脚）。
• 长距离布线时：
  • I²C 加 4.7kΩ 上拉电阻（避免信号衰减）。
  • SPI 加 33Ω 串联电阻（减少振铃效应）。

（5）软件初始化

• I²C 初始化：确保 MCU 的 I²C 时钟正确配置（如 100kHz/400kHz）。
• SPI 初始化：设置正确的 SPI 模式（通常 Mode 0 或 Mode 3）。
• 复位问题：
  • 首次上电建议延时 2ms 等待传感器稳定。
  • 若通信异常，可拉低 RESET 引脚 10ms 再释放。

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常见问题排查

问题现象	可能原因	解决方案
I²C 扫描不到设备	SDO 引脚未正确连接	检查 SDO 接 GND（0x76）或 VDD（0x77）
SPI 无响应	CSB 未拉低	确保 CSB 接 MCU 的 SPI CS 并拉低
数据异常/噪声大	电源不稳 / 无去耦电容	VDD 加 0.1μF 电容，检查接地
通信超时	上拉电阻过大 / 总线电容过高	降低上拉电阻（如 2.2kΩ），缩短线长

• SDO 下拉电阻的作用：
  • 固定 I²C 地址为 0x76（避免悬空导致地址漂移）。
  • 增强抗干扰能力（抑制噪声引起的误触发）。
• 推荐值：4.7kΩ~10kΩ 接地，兼顾稳定性和低功耗。
• SPI 模式无需关心，但 I²C 模式下必须确保 SDO 电平明确（下拉或上拉）。

正确配置 SDO 引脚可大幅提高 BME280 的通信可靠性！

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总结

• I²C 模式（推荐）：接线简单，适合短距离，注意上拉电阻和地址选择。
• SPI 模式：速度更快，抗干扰强，但占用更多 IO 口。
• 关键检查点：
  1. 电源必须 ≤3.6V（5V 会烧芯片！）。
  2. I²C 必须加上拉电阻（4.7kΩ）。
  3. SPI 模式下 CSB 必须拉低。
  4. SDO 决定 I²C 地址（0x76/0x77）。

正确接线后，结合 BME280 的驱动库（如 Arduino 的 Adafruit_BME280 或 STM32 的 BME280_driver），即可读取温度、湿度、气压数据。

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