国产MCU-CW32F030开发学习-BH1750模块
国产MCU-CW32F030开发学习-BH1750模块
硬件平台
- CW32_48F大学计划板
- CW32_IOT_EVA物联网开发评估套件
- BH1750数字型光照强度传感器
BH1750
BH1750是一款数字型光照强度传感器，能够获取周围环境的光照强度。其测量范围在0~65535 lx。lx勒克斯，是光照强度的单位。BH1750可用于调节手机屏幕和键盘的背光功率，或者用于智能灯光控制，比如，随着外界光照强度的变化调节灯光亮度。
BH1750有以下特点
- I2C总线接口
- 接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性
- 输出对应亮度的数字值
- 高分辨率（0~65535 lx）
- 通过降低功率功能,实现低电流化
- 50Hz / 60Hz光噪声抑制功能
- 可以选择两种类型的I2C从属地址
- 最小误差变动在±20%
- 受红外线影响很小
BH1750原理部分 博客参考
- BH1750( GY-302 )光照传感器 https://blog.csdn.net/Dustinthewine/article/details/127540711
- BH1750 光照传感器文档详解 及 驱动设计 https://juejin.cn/post/7157645672945025055
代码移植
bh1750.c
#include "main.h"
/*
应用说明：
在访问I2C设备前，请先调用 i2c_CheckDevice() 检测I2C设备是否正常，该函数会配置GPIO
*/
/*
应用说明：
在访问I2C设备前，请先调用 i2c_CheckDevice() 检测I2C设备是否正常，该函数会配置GPIO
*/
static void I2C_BH1750_GPIOConfig(void);
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_Delay
// 函数说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
// 形 参：无
// 返 回 值: 无
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
static void i2c_Delay(void)
{
uint8_t i;
/*
下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。
工作条件：CPU主频72MHz ，MDK编译环境，1级优化
循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us
*/
for (i = 0; i < 12; i++);
}
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_Start
// 函数说明: CPU发起I2C总线启动信号
// 形 参：无
// 返 回 值: 无
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void i2c_Start(void)
{
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
BH1750_I2C_SDA_1();
BH1750_I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SDA_0();
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_Stop
// 函数说明: CPU发起I2C总线停止信号
// 形 参：无
// 返 回 值: 无
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void i2c_Stop(void)
{
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */
BH1750_I2C_SDA_0();
BH1750_I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SDA_1();
}
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_SendByte
// 函数说明: CPU发起I2C总线停止信号
// 形 参：_ucByte ： 等待发送的字节
// 返 回 值: 无
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
uint8_t i;
/* 先发送字节的高位bit7 */
for (i = 0; i < 8; i++)
{
if (_ucByte & 0x80)
{
BH1750_I2C_SDA_1();
}
else
{
BH1750_I2C_SDA_0();
}
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SCL_0();
if (i == 7)
{
BH1750_I2C_SDA_1(); // 释放总线
}
_ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */
i2c_Delay();
}
}
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_ReadByte
// 函数说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
// 形 参：无
// 返 回 值: 读到的数据
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{
uint8_t i;
uint8_t value;
/* 读到第1个bit为数据的bit7 */
value = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
value <<= 1;
BH1750_I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
if (BH1750_I2C_SDA_READ())
{
value++;
}
BH1750_I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
return value;
}
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_WaitAck
// 函数说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
// 形 参：无
// 返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{
uint8_t re;
BH1750_I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SCL_1(); /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */
i2c_Delay();
if (BH1750_I2C_SDA_READ()) /* CPU读取SDA口线状态 */
re = 1;
else
re = 0;
BH1750_I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
return re;
}
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_Ack
// 函数说明: CPU产生一个ACK信号
// 形 参：无
// 返 回 值: 无
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void i2c_Ack(void)
{
BH1750_I2C_SDA_0(); /* CPU驱动SDA = 0 */
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
}
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_NAck
// 函数说明: CPU产生1个NACK信号
// 形 参：无
// 返 回 值: 无
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void i2c_NAck(void)
{
BH1750_I2C_SDA_1(); /* CPU驱动SDA = 1 */
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
i2c_Delay();
BH1750_I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: I2C_BH1750_GPIOConfig
* 功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void I2C_BH1750_GPIOConfig(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
__RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();/* 打开GPIO时钟 */
GPIO_InitStructure.Pins = BH1750_I2C_SCL_PIN|BH1750_I2C_SDA_PIN;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;/* 开漏输出 */
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
GPIO_Init(BH1750_GPIO_PORT_I2C, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C,BH1750_I2C_SCL_PIN|BH1750_I2C_SDA_PIN);
/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */
i2c_Stop();
}
//==================================================================================================
// 函数功能: IIC 外设驱动函数部分
// 函数标记: i2c_ReadByte
// 函数说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
// 形 参：_Address：设备的I2C总线地址
// 返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
uint8_t ucAck;
i2c_Start(); /* 发送启动信号 */
/* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */
i2c_SendByte(_Address | BH1750_I2C_WR);
ucAck = i2c_WaitAck(); /* 检测设备的ACK应答 */
i2c_Stop(); /* 发送停止信号 */
return ucAck;
}
//==================================================================================================
// 函数功能: BH1750 外设驱动函数部分
// 函数标记: BH1750_Byte_Write
// 函数说明: BH1750写一个字节
// 返回值 成功：0 失败：非0
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
uint8_t BH1750_Byte_Write(uint8_t data)
{
i2c_Start();
//发送写地址
i2c_SendByte(BH1750_Addr|0);
if(i2c_WaitAck()==1)
return 1;
//发送控制命令
i2c_SendByte(data);
if(i2c_WaitAck()==1)
return 2;
i2c_Stop();
return 0;
}
//==================================================================================================
// 函数功能: BH1750 外设驱动函数部分
// 函数标记: BH1750_Read_Measure
// 函数说明: BH1750读取测量数据
// 返回值 成功：返回光照强度 失败：返回0
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
uint16_t BH1750_Read_Measure(void)
{
uint16_t receive_data=0;
i2c_Start();
//发送读地址
i2c_SendByte(BH1750_Addr|1);
if(i2c_WaitAck()==1)
return 0;
//读取高八位
receive_data=i2c_ReadByte();
i2c_Ack();
//读取低八位
receive_data=(receive_data<<8)+i2c_ReadByte();
i2c_NAck();
i2c_Stop();
return receive_data; //返回读取到的数据
}
//==================================================================================================
// 函数功能: BH1750 外设驱动函数部分
// 函数标记: BH1750_Power_ON
// 函数说明: BH1750s上电
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void BH1750_Power_ON(void)
{
BH1750_Byte_Write(POWER_ON);
}
//==================================================================================================
// 函数功能: BH1750 外设驱动函数部分
// 函数标记: BH1750_Power_OFF
// 函数说明: //BH1750s断电
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void BH1750_Power_OFF(void)
{
BH1750_Byte_Write(POWER_OFF);
}
//==================================================================================================
// 函数功能: BH1750 外设驱动函数部分
// 函数标记: BH1750_RESET
// 函数说明: BH1750复位 仅在上电时有效
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void BH1750_RESET(void)
{
BH1750_Byte_Write(MODULE_RESET);
}
//==================================================================================================
// 函数功能: BH1750 外设驱动函数部分
// 函数标记: BH1750_Init
// 函数说明: BH1750初始化
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
//
void BH1750_Init(void)
{
I2C_BH1750_GPIOConfig(); /* 配置GPIO */
BH1750_Power_ON(); //BH1750s上电
//BH1750_RESET(); //BH1750复位
BH1750_Byte_Write(Measure_Mode);
//SysTick_Delay_ms(120);
}
//==================================================================================================
// 函数功能: BH1750 外设驱动函数部分
// 函数标记: LIght_Intensity
// 函数说明: 获取光照强度
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
float LIght_Intensity(void)
{
return (float)(BH1750_Read_Measure()/1.1f*Resolurtion);
}
bh1750.h
#ifndef __BH1750_H
#define __BH1750_H
#include "main.h"
//BH1750的地址
#define BH1750_Addr 0x46
//BH1750指令码
#define POWER_OFF 0x00
#define POWER_ON 0x01
#define MODULE_RESET 0x07
#define CONTINUE_H_MODE 0x10
#define CONTINUE_H_MODE2 0x11
#define CONTINUE_L_MODE 0x13
#define ONE_TIME_H_MODE 0x20
#define ONE_TIME_H_MODE2 0x21
#define ONE_TIME_L_MODE 0x23
//测量模式
#define Measure_Mode CONTINUE_H_MODE
//分辨率 光照强度（单位lx）=（High Byte + Low Byte）/ 1.2 * 测量精度
#if ((Measure_Mode==CONTINUE_H_MODE2)|(Measure_Mode==ONE_TIME_H_MODE2))
#define Resolurtion 0.5
#elif ((Measure_Mode==CONTINUE_H_MODE)|(Measure_Mode==ONE_TIME_H_MODE))
#define Resolurtion 1
#elif ((Measure_Mode==CONTINUE_L_MODE)|(Measure_Mode==ONE_TIME_L_MODE))
#define Resolurtion 4
#endif
#define BH1750_I2C_WR 0 /* 写控制bit */
#define BH1750_I2C_RD 1 /* 读控制bit */
/* 定义I2C总线连接的GPIO端口, 只需要修改下面4行代码即可任意改变SCL和SDA的引脚 */
#define BH1750_GPIO_PORT_I2C CW_GPIOA /* GPIO端口 */
#define BH1750_I2C_SCL_PIN GPIO_PIN_0 /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define BH1750_I2C_SDA_PIN GPIO_PIN_1 /* 连接到SDA数据线的GPIO */
/* 定义读写SCL和SDA的宏，已增加代码的可移植性和可阅读性 */
#define BH1750_I2C_SCL_1() GPIO_SetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C, BH1750_I2C_SCL_PIN) /* SCL = 1 */
#define BH1750_I2C_SCL_0() GPIO_ResetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C, BH1750_I2C_SCL_PIN) /* SCL = 0 */
#define BH1750_I2C_SDA_1() GPIO_SetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C, BH1750_I2C_SDA_PIN) /* SDA = 1 */
#define BH1750_I2C_SDA_0() GPIO_ResetBits(BH1750_GPIO_PORT_I2C, BH1750_I2C_SDA_PIN) /* SDA = 0 */
#define BH1750_I2C_SDA_READ() GPIO_ReadPin(BH1750_GPIO_PORT_I2C, BH1750_I2C_SDA_PIN) /* 读SDA口线状态 */
void i2c_Start(void);
void i2c_Stop(void);
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte);
uint8_t i2c_ReadByte(void);
uint8_t i2c_WaitAck(void);
void i2c_Ack(void);
void i2c_NAck(void);
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address);
void BH1750_Init(void); //未包含IIC初始化
float LIght_Intensity(void); //读取光照强度的值
uint8_t BH1750_Byte_Write(uint8_t data);
uint16_t BH1750_Read_Measure(void);
void BH1750_Power_ON(void);
void BH1750_Power_OFF(void);
void BH1750_RESET(void);
#endif
测试
//==================================================================================================
// 实现功能: 高级定时器
// 函数说明: ATIMER_init
// 函数备注:
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void ATIMER_init(void)
{
ATIM_InitTypeDef ATIM_InitStruct;
__RCC_ATIM_CLK_ENABLE();
__disable_irq();
NVIC_EnableIRQ(ATIM_IRQn);
__enable_irq();
ATIM_InitStruct.BufferState = ENABLE; //使能缓存寄存器
ATIM_InitStruct.ClockSelect = ATIM_CLOCK_PCLK; //选择PCLK时钟计数
ATIM_InitStruct.CounterAlignedMode = ATIM_COUNT_MODE_EDGE_ALIGN; //边沿对齐
ATIM_InitStruct.CounterDirection = ATIM_COUNTING_UP; //向上计数；
ATIM_InitStruct.CounterOPMode = ATIM_OP_MODE_REPETITIVE; //连续运行模式
ATIM_InitStruct.OverFlowMask = DISABLE; //重复计数器上溢出不屏蔽
ATIM_InitStruct.Prescaler = ATIM_Prescaler_DIV8; // 8分频,8MHZ
ATIM_InitStruct.ReloadValue = 8000; // 重载周期 1MS TIMER
ATIM_InitStruct.RepetitionCounter = 0; // 重复周期0
ATIM_InitStruct.UnderFlowMask = DISABLE; // 重复计数下溢出不屏蔽
ATIM_Init(&ATIM_InitStruct);
ATIM_ITConfig(ATIM_CR_IT_OVE, ENABLE); // 有重复计数器溢出产生进入中断
ATIM_Cmd(ENABLE);
}
//==================================================================================================
// 实现功能: 中断服务函数
// 函数说明: ATIM_IRQHandler
// 函数备注:
//--------------------------------------------------------------------------------------------------
// | - | - | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
//==================================================================================================
void ATIM_IRQHandler(void)
{
static unsigned int atimer_count=0;
if (ATIM_GetITStatus(ATIM_IT_OVF))
{
ATIM_ClearITPendingBit(ATIM_IT_OVF);
atimer_count++;
if(atimer_count>=1000) //1S=1000ms
{
//printf("time_1s_flag OK\r\n");
light = LIght_Intensity();
printf("当前光照：%.1fLx\r\n",light);
atimer_count=0;
}
}
}
测试效果
