一.序言
BH1750是用IIC协议进行数据传输的。有SCL,SDA,VCC,GND四根线。下图是原理图
二.BH1750指令
我们先看芯片手册的操作指令(下图)含有掉电,上电,连续转化,一次转化以及转化的分辨率等。具体可以看下面的表格写的很详细。写代码时候需要用到(非常关键)。
这里我也整理出来了一个指令表格,方便阅读,和后序的操作。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-497899.html
指令 | 操作值 |
---|---|
POWER_OFF | 0x00 |
POWER_OFF | 0x01 |
MODULE_RESET | 0x07 |
CONTINUE_H_MODE | 0x10 |
CONTINUE_H_MODE2 | 0x11 |
CONTINUE_L_MODE | 0x13 |
ONE_TIME_H_MODE | 0x20 |
ONE_TIME_H_MODE2 | 0x21 |
ONE_TIME_L_MODE | 0x23 |
三.IIC协议
IIC协议是在嵌入式中比较常用通信协议的,也是非常重要的。所以我们务必需要掌握IIC协议。
这里可以参考我的上一篇博文 一文教你彻底学会IIC协议文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-497899.html
四.代码实例
4.1 bh1750.c源文件
#include "bh1750.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
*/
static void I2C_BH1750_GPIOConfig(void);
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Delay
* 功能说明: I2C总线位延迟,最快400KHz
* 形 参:无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
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 < 10; i++);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
* 形 参:无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
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 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
* 形 参:无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
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 名: i2c_SendByte
* 功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
* 形 参:_ucByte : 等待发送的字节
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
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 名: i2c_ReadByte
* 功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
* 形 参:无
* 返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
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 名: i2c_WaitAck
* 功能说明: 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
*********************************************************************************************************
*/
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 名: i2c_Ack
* 功能说明: CPU产生一个ACK信号
* 形 参:无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
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 名: i2c_NAck
* 功能说明: CPU产生1个NACK信号
* 形 参:无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
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_APB2PeriphClockCmd(BH1750_RCC_I2C_PORT, ENABLE); /* 打开GPIO时钟 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BH1750_I2C_SCL_PIN | BH1750_I2C_SDA_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; /* 开漏输出 */
GPIO_Init(BH1750_GPIO_PORT_I2C, &GPIO_InitStructure);
/* 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 名: i2c_CheckDevice
* 功能说明: 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
*********************************************************************************************************
*/
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;
}
//BH1750写一个字节
//返回值 成功:0 失败:非0
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;
}
//BH1750读取测量数据
//返回值 成功:返回光照强度 失败:返回0
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
}
//BH1750s上电
void BH1750_Power_ON(void)
{
BH1750_Byte_Write(POWER_ON);
}
//BH1750s断电
void BH1750_Power_OFF(void)
{
BH1750_Byte_Write(POWER_OFF);
}
//BH1750复位 仅在上电时有效
void BH1750_RESET(void)
{
BH1750_Byte_Write(MODULE_RESET);
}
//BH1750初始化
uint8_t BH1750_Init(void)
{
I2C_BH1750_GPIOConfig(); /* 配置GPIO */
BH1750_Power_ON(); //BH1750s上电
//BH1750_RESET(); //BH1750复位
return BH1750_Byte_Write(Measure_Mode);
//SysTick_Delay_ms(120);
}
//获取光照强度
int LIght_Intensity(void)
{
float v;
v = (float)(BH1750_Read_Measure()/1.1f*Resolurtion);
return (int) v;
}
4.2 bh1750.h头文件
#ifndef __BH1750_H
#define __BH1750_H
#include "stm32f10x.h"
//BH1750的地址
#define BH1750_Addr 0x46//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 GPIOB /* GPIO端口 */
#define BH1750_RCC_I2C_PORT RCC_APB2Periph_GPIOB /* GPIO端口时钟 */
#define BH1750_I2C_SCL_PIN GPIO_Pin_6 /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define BH1750_I2C_SDA_PIN GPIO_Pin_7 /* 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_ReadInputDataBit(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);
uint8_t BH1750_Init(void); //未包含IIC初始化
int 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
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