BH1750光强度传感器Stm32f103驱动（已测试ok）

2023-10-30 21:07:46

1. 实验：Stm32f103 驱动 bh1750采集光照强度，串口打印采集到的数据。

2. 实验准备器材

开发版：stm32f103c8t6

器件：bh1750 GY-302

开发环境：win10，KILE4

下载程序的软件：FlyMcu.exe

串口调试助手：ComAssistant.exe

3. BH1750 的接线

VCC：5V或3.3V

GND：接地

SCL：IIC时钟总线，接stm32的引脚PB6

SDA：IIC数据总线，接stm32的引脚PB7

AD0：地址线，不接时默认为低电平，在本程序中不接

4. BH1750光照强度计算

光照强度 =(寄存器值[15:0] * 分辨率) / 1.2 （单位：勒克斯lx）

解释：接收完两个字节还不算完成，因为这个数据还不是测量出来的光照强度值，我们还需要进行计算，计算公式是：光照强度 =(寄存器值[15:0] * 分辨率) / 1.2 （单位：勒克斯lx）因为我们从BH1750寄存器读出来的是2个字节的数据，先接收的是高8位[15:8]，后接收的是低8位[7:0]，所以我们需要先把这2个字节合成一个数，然后乘上分辨率，再除以1.2即可得到光照值。例如：我们读出来的第1个字节是0x12(0001 0010)，第2个字节是0x53(0101 0011)，那么合并之后就是0x1253(0001 0010 0101 0011)，换算成十进制也就是4691，乘上分辨率（我用的分辨率是1），再除以1.2，最后等于3909.17 lx。

5. 本项目实现参考

杜洋老师学的开发版知识

csdn参考1：BH1750光照传感器超详细攻略(从原理到代码讲解，看完你就懂了)_ShenZhen_zixian的博客-CSDN博客_bh1750

csdn参考2：BH1750FVI光强度传感器及其STM32驱动程序_小学生8的博客-CSDN博客_bh1750fvi

6. 自己进行了驱动的整合，整个代码工程的调试，完整代码如下

bh1750.h

#ifndef __BH1750_H
#define __BH1750_H
#include "sys.h"

//IO方向设置
#define SDA_IN() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}

#define IIC_SCL PBout(6) //SCL
#define IIC_SDA PBout(7) //SDA
#define READ_SDA PBin(7) //输入SDA
#define ADDR 0x23//0100011
#define uchar unsigned char

#define BHAddWrite 0x46 //从机地址+最后写方向位
#define BHAddRead 0x47 //从机地址+最后读方向位
#define BHPowDown 0x00 //关闭模块
#define BHPowOn 0x01 //打开模块等待测量指令
#define BHReset 0x07 //重置数据寄存器值在PowerOn模式下有效
#define BHModeH1 0x10 //高分辨率单位1lx 测量时间120ms
#define BHModeH2 0x11 //高分辨率模式2 单位0.5lx 测量时间120ms
#define BHModeL 0x13 //低分辨率单位4lx 测量时间16ms
#define BHSigModeH 0x20 //一次高分辨率测量测量后模块转到 PowerDown模式
#define BHSigModeH2 0x21 //同上类似
#define BHSigModeL 0x23 // 上类似

//BH1750 功能函数
void BH1750_Config_Init(void);
void bh_data_send(u8 command);
u16 bh_data_read(void);

//IIC所有操作函数   这些是必须要声明的，因为在c文件内部实现，顺序问题，在使用之前，必须对IIC函数声明，，
void IIC_Start(void);               //发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);               //发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);           //IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void);                //IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);                   //IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);               //IIC不发送ACK信号
#endif

/****************************************************************************/

bh1750.c

#include "delay.h"
#include "bh1750.h"

typedef unsigned char BYTE;

void Single_Write_BH1750(uchar REG_Address)
{
IIC_Start(); //起始信号
IIC_Send_Byte(BHAddWrite); //发送设备地址+写信号
IIC_Send_Byte(REG_Address); //内部寄存器地址，
IIC_Stop(); //发送停止信号
}

void BH1750_GPIO_Init(void) //BH1750 GPIO的初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);   //使能端口时钟
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;        //推挽输出
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);
}

void BH1750_Config_Init(void)   //BH1750配置初始化
{
   BH1750_GPIO_Init();           //GPIO引脚配置
   Single_Write_BH1750(0x01);   //是一个信号，打开设备的信号我的理解，，没看原理
}

void bh_data_send(u8 command)
{
do{
IIC_Start(); //iic起始信号
IIC_Send_Byte(BHAddWrite); //发送器件地址
}while(IIC_Wait_Ack()); //等待从机应答
IIC_Send_Byte(command); //发送指令
IIC_Wait_Ack(); //等待从机应答
IIC_Stop(); //iic停止信号
}

u16 bh_data_read(void)
{
   u16 buf;
   IIC_Start(); //iic起始信号
   IIC_Send_Byte(BHAddRead); //发送器件地址+读标志位
   IIC_Wait_Ack(); //等待从机应答
   buf=IIC_Read_Byte(1); //读取数据
   buf=buf<<8; //读取并保存高八位数据
   buf+=0x00ff&IIC_Read_Byte(0); //读取并保存低八位数据
   IIC_Stop(); //发送停止信号
   return buf;
}

/*******************************
下面的都是 IIC 的一些操作 1113lc
***********************************/
//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{
   SDA_OUT(); //sda线输出
   IIC_SDA=1;
   IIC_SCL=1;
   delay_us(4);
    IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
   delay_us(4);
   IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{
   SDA_OUT();//sda线输出
   IIC_SCL=0;
   IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
    delay_us(4);
   IIC_SCL=1;
   IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
   delay_us(4);
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
// 0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
   u8 ucErrTime=0;
   SDA_IN(); //SDA设置为输入
   IIC_SDA=1;delay_us(1);
   IIC_SCL=1;delay_us(1);
   while(READ_SDA)
   {
       ucErrTime++;
       if(ucErrTime>250)
       {
           IIC_Stop();
           return 1;
       }
   }
   IIC_SCL=0;//时钟输出0
   return 0;
}
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
   IIC_SCL=0;
   SDA_OUT();
   IIC_SDA=0;
   delay_us(2);
   IIC_SCL=1;
   delay_us(2);
   IIC_SCL=0;
}
//不产生ACK应答
void IIC_NAck(void)
{
   IIC_SCL=0;
   SDA_OUT();
   IIC_SDA=1;
   delay_us(2);
   IIC_SCL=1;
   delay_us(2);
   IIC_SCL=0;
}
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{
u8 t;
   SDA_OUT();
IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
for(t=0;t<8;t++)
{
//IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
       if((txd&0x80)>>7)
           IIC_SDA=1;
       else
           IIC_SDA=0;
       txd<<=1;
       delay_us(2); //对TEA5767这三个延时都是必须的
       IIC_SCL=1;
       delay_us(2);
       IIC_SCL=0;
       delay_us(2);
}
}
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
   unsigned char i,receive=0;
   SDA_IN();//SDA设置为输入
for(i=0;i<8;i++ )
   {
IIC_SCL=0;
delay_us(2);
       IIC_SCL=1;
receive<<=1;
if(READ_SDA)receive++;
       delay_us(1);
}
if (!ack)
IIC_NAck();//发送nACK
else
IIC_Ack(); //发送ACK
return receive;
}

/****************************************************************************/

main.c

#include "stm32f10x.h" //STM32头文件
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "bh1750.h"
#include "usart.h"
int main (void){ //主程序

   u16 value;
   USART1_Init(115200);   //串口初始化为115200
   BH1750_Config_Init();   //BH1750的初始化

   bh_data_send(BHPowOn); //打开模块等待测量命令
   bh_data_send(BHReset);   //重置数据寄存器值在PowerOn模式下有效
   bh_data_send(BHModeL);    //低分辨率单位4lx 测量时间16ms

   delay_ms(180);            //等待测量结束延时180ms，保证通讯

   while(1){
       value = bh_data_read()*4/1.2; //光照强度的计算公式 = 寄存器值*分辨率/1.2
       printf("%d\r\n",value);
       delay_ms(1000);
   }

}

/****************************************************************************/

7. 结束语

实验代码，我测试ok的，如有错误，欢迎指正。

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