BearPi-IoT Std学习笔记9——使用I2C读取BH1750光强度传感器数据

1.BH1750模块（E53_SC1扩展板）

BH1750FV1是两线式串行总线接口（IIC）的16位数字输出型环境光强度传感器，利用它的高分辨率可以探测较大范围内的光照强度变化（1lx - 65535lx）。

BH1750的原理图如下：

2.配置

首先创在STM32CubeMX中选择芯片型号STM32L431RCT6

a.配值时钟源：

b.配置串口：
 

小熊派开发板板载ST-Link并且虚拟了一个串口，原理图如下：

 将开发板上的开关拨到AT-MCU模式，使PC的串口与USART1之间连接：

c.配置I2C接口

查看小熊派E53接口的原理图：

接下来开始配置I2C接口1：

 d.配置时钟树

 STM32L4的最高主频到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：

 最后，创建文件名，生成工程

3.重定向printf( )函数

参考重定向printf函数到串口输出：http://t.csdn.cn/cJQBQ

4.程序代码修改及添加

a.修改I2C初始化代码的小BUG

再I2C.c文件中，

b.宏定义BH1750器件地址

BH1750的器件地址由ADDR端口的高低电平决定：

结合原理图，在 bh1750_i2c_drv.c头文件中可以定义如下：

#define    BH1750_ADDR_WRITE   0x46    //01000110
#define    BH1750_ADDR_READ    0x47    //01000111

在 bh1750_i2c_drv.h头文件中，要将上面的代码写进去

c.枚举BH1750工作模式

参考数据手册在 bh1750_i2c_drv.c 头文件中进行如下枚举定义：

typedef enum
{
    POWER_OFF_CMD   =   0x00,   //断电：无激活状态
    POWER_ON_CMD    =   0x01,   //通电：等待测量指令
    RESET_REGISTER  =   0x07,   //重置数字寄存器（在断电状态下不起作用）
    CONT_H_MODE     =   0x10,   //连续H分辨率模式：在11x分辨率下开始测量，测量时间120ms
    CONT_H_MODE2    =   0x11,   //连续H分辨率模式2：在0.51x分辨率下开始测量，测量时间120ms
    CONT_L_MODE     =   0x13,   //连续L分辨率模式：在411分辨率下开始测量，测量时间16ms
    ONCE_H_MODE     =   0x20,   //一次高分辨率模式：在11x分辨率下开始测量，测量时间120ms，测量后自动设置为断电模式
    ONCE_H_MODE2    =   0x21,   //一次高分辨率模式2：在0.51x分辨率下开始测量，测量时间120ms，测量后自动设置为断电模式
    ONCE_L_MODE     =   0x23    //一次低分辨率模式：在411x分辨率下开始测量，测量时间16ms，测量后自动设置为断电模式
} BH1750_MODE;

在 bh1750_i2c_drv.h头文件中，要将上面的代码写进去

d.发送命令和读取数据

接下来编写bh1750_i2c_drv.c驱动文件，参考数据手册中的这部分：

本驱动程序底层使用 HAL 库的 IIC 初始化文件，所以包含如下头文件：

#include "bh1750_i2c_drv.h"
#include "i2c.h"

 根据上图，发送命令的函数如下：

/**
 * @brief    向BH1750发送一条指令
 * @param    cmd —— BH1750工作模式指令（在BH1750_MODE中枚举定义）
 * @retval    成功返回HAL_OK
*/
uint8_t    BH1750_Send_Cmd(BH1750_MODE cmd)
{
    return HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, BH1750_ADDR_WRITE, (uint8_t*)&cmd, 1, 0xFFFF);
}

在bh1750_i2c_drv.h头文件中，要将上面的函数名写进去，进行声明

接收光照强度数据的函数如下：

/**
 * @brief    从BH1750接收一次光强数据
 * @param    dat —— 存储光照强度的地址（两个字节数组）
 * @retval    成功 —— 返回HAL_OK
*/
uint8_t BH1750_Read_Dat(uint8_t* dat)
{
    return HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, BH1750_ADDR_READ, dat, 2, 0xFFFF);
}

在bh1750_i2c_drv.h头文件中，要将上面的函数名写进去，进行声明

e.数据转换函数

根据数据手册中给出的公式，编写将从BH1750读出的两个字节数据转换为对应强度值的函数：

/**
 * @brief    将BH1750的两个字节数据转换为光照强度值（0-65535）
 * @param    dat  —— 存储光照强度的地址（两个字节数组）
 * @retval    成功 —— 返回光照强度值
*/
uint16_t BH1750_Dat_To_Lux(uint8_t* dat)
{
    uint16_t lux = 0;
    lux = dat[0];
    lux <<= 8;
    lux += dat[1];
    lux = (int)(lux / 1.2);

    return lux;
}

在bh1750_i2c_drv.h头文件中，要将上面的函数名写进去，进行声明

f.main函数中驱动BH1750

int main(void)
{
    uint8_t dat[2] = {0};        //dat[0]是高字节，dat[1]是低字节

    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_I2C1_Init();
    MX_USART1_UART_Init();

    while (1)
    {
        if(HAL_OK == BH1750_Send_Cmd(ONCE_H_MODE))
        {
            //printf("send ok\n");
        }
        else
        {
            //printf("send fail\n");
        }

        HAL_Delay(200);
        if(HAL_OK == BH1750_Read_Dat(dat))
        {
            //printf("recv ok\n");
            printf("current: %5d lux\n", BH1750_Dat_To_Lux(dat));

        }
        else
        {
            //printf("recv fail");
        }

        HAL_Delay(1000);
    }
}

最后打开串口助手，我们可以很清楚地看到关照强度的数据