BH1750光照传感器---附代码

news2025/4/22 4:47:39

目录

    • BH1750简介
    • BH1750指令集
    • BH1750工作流程

BH1750简介

VCC-->电源正；
ADDR-->地址端口；
GND-->电源负；
PA5-->SDA-->I2C数据线；
PA3-->SCL-->I2C时钟线；
DVI-->I2C端口参考电压；

BH1750一共有2个设备地址:
高电平–>0x5C（7bit地址），0xB8（8bit地址）
低电平–>0x23（7bit地址），0x46（8bit地址）
在这里插入图片描述

注：这个模块只适用于室内环境或者学习使用，户外场景下会超量程。
BH1750用的是模块，模块上已经有接上拉电阻了，因此STM32这边就不 需要再接了。
ADDR引脚默认有一个下拉电阻，因此不接地其实也没关系。

BH1750指令集

在初始化BH1750时，通过发送1个字节的指令即可配置BH1750的模式。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
注：lx，光照强度的单位，勒克斯。
L分辨率模式采集时间短，但精度差，适用于采集光照变化大且变化非常快的场景；H分辨率模式采集时间长，但精度高，适用于光照变化速度不快的场景。
一次采集模式适用于采集间隔时间长或者需要省电的场景；连续采集模式适用于对设备节能没有要求的大多数场景。

BH1750工作流程

  • 第1步：给BH1750供电。
  • 第2步：BH1750上电后默认为断电模式（此断电模式不是说芯片没有电，而是芯片没有进入工作模式）。
  • 第3步：通过发送指令，把BH1750配置为通电模式（此时芯片进入工作模式）。
  • 第4步：发送测量指令。
  • 第5步：读取测量结果并转换成光照值。
#ifndef __BH1750_H
#define __BH1750_H
#include "stm32f10x.h"

// 位带操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000) + 0x2000000 + ((addr & 0xFFFFF) << 5) + (bitnum << 2))
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))

// GPIOA的ODR和IDR寄存器地址
#define GPIOA_ODR_ADDR    (GPIOA_BASE + 12) // GPIOB的输出数据寄存器地址，0x4001080C 
#define GPIOA_IDR_ADDR    (GPIOA_BASE + 8)  // GPIOB的输入数据寄存器地址，0x40010808

// 定义PBout和PBin宏
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_ADDR, n)  //输出 
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_ADDR, n)  //输入 

/************************************************************************/
// 配置GPIOA的第3个引脚为SCL，第5个引脚为SDA
#define I2C_SCL     PAout(3) // SCL
#define I2C_SDA     PAout(5) // SDA
#define READ_SDA    PAin(5)  // 读取SDA线状态

#define SDA_IN()     { GPIOA->CRL &= 0XFF0FFFFF; GPIOA->CRL |= (uint32_t)8 << 20; } 
#define SDA_OUT()    { GPIOA->CRL &= 0XFF0FFFFF; GPIOA->CRL |= (uint32_t)3 << 20; } 

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

#define	BH1750_ADDR_GND_REG	    0x23	//ADDR引脚接低电平
#define	BH1750_ADDR_VCC_REG	    0x5C	//ADDR引脚接高电平

#define	BH1750_ADDR_Write		0x46    //从机地址+最后写方向位
#define	BH1750_ADDR_Read 		0x47    //从机地址+最后读方向位
			
#define BH1750_POWER_DOWN   	0x00	//关闭模块	
#define BH1750_POWER_ON			0x01	//打开模块等待测量指令
#define BH1750_RESET_REG		0x07	//重置数据寄存器值在PowerOn模式下有效

#define BH1750_CON_H_RES_MODE	0x10	//连续高分辨率 单位1lx 测量时间120ms
#define BH1750_CON_H_RES_MODE2	0x11	//连续高分辨率模式2 单位0.5lx 测量时间120ms
#define BH1750_CON_L_RES_MODE	0x13	//连续低分辨率 单位4lx 测量时间16ms

#define BH1750_ONE_H_RES_MODE	0x20	// 一次高分辨率 单位1lx 测量时间120ms
#define BH1750_ONE_H_RES_MODE2	0x21	// 一次高分辨率模式2 单位0.5lx 测量时间120ms
#define BH1750_ONE_L_RES_MODE	0x23	// 一次低分辨率 单位4lx 测量时间16ms     
										/*---测量后模块转到 PowerDown模式*/

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

void BH1750_Init(void);
void Single_Write_BH1750(unsigned char REG_Address);
void BH1750_WriteReg(uint8_t RegAddress);
uint16_t BH1750_ReadReg(void);

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

void BH1750_I2C_Start(void); 						//发送I2C开始信号
void BH1750_I2C_Stop(void); 						//发送I2C停止信号
void BH1750_I2C_Ack(void);	   						//I2C发送ACK信号 
void BH1750_I2C_NAck(void);							//I2C不发送ACK信号
uint8_t BH1750_I2C_Wait_Ack(void);					//I2C等待ACK信号
void BH1750_I2C_Send_Byte(uint8_t Byte); 			//I2C发送一个字节
uint8_t BH1750_I2C_Receive_Byte(unsigned char ACK);	//I2C读取一个字节

#endif


#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "BH1750.h"
#include "Delay.h"

/************************通信层***************************/
/*产生I2C起始信号*/
void BH1750_I2C_Start(void)
{
	SDA_OUT(); //SDA线输出
	I2C_SDA = 1;
	I2C_SCL = 1;
	Delay_us(4);
	I2C_SDA = 0; //START：当CLK为高时，DATA从高变低
	Delay_us(4);
	I2C_SCL = 0; //钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}

/*产生I2C终止信号*/
void BH1750_I2C_Stop(void)
{
	SDA_OUT(); //SDA线输出
	I2C_SCL = 0;
	I2C_SDA = 0; //STOP:当CLK为高时，DATA从低变为高
 	Delay_us(4);
	I2C_SCL = 1; 
	I2C_SDA = 1; //发送I2C总线结束信号
	Delay_us(4);
}

//产生ACK应答
void BH1750_I2C_Ack(void)
{
	I2C_SCL = 0;
	SDA_OUT();
	I2C_SDA = 0;
	Delay_us(2);
	I2C_SCL = 1;
	Delay_us(2);
	I2C_SCL = 0;
}

//不产生ACK应答		    
void BH1750_I2C_NAck(void)
{
	I2C_SCL = 0;
	SDA_OUT();
	I2C_SDA = 1;
	Delay_us(2);
	I2C_SCL = 1;
	Delay_us(2);
	I2C_SCL = 0;
}


/*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
uint8_t BH1750_I2C_Wait_Ack(void)
{
	uint8_t ucErrTime = 0;
	SDA_IN(); //SDA设置为输入
	I2C_SDA = 1; Delay_us(1); 
	I2C_SCL = 1; Delay_us(1);
	while(READ_SDA)
	{
		ucErrTime++;
		if(ucErrTime > 250)
		{
			BH1750_I2C_Stop();
			return 1;
		}
	}
	I2C_SCL = 0;	   
	return 0; 
}

/*I2C发送一个字节*/
//返回从机有无应答，1：有应答；0：无应答
void BH1750_I2C_Send_Byte(uint8_t Byte)
{
	SDA_OUT(); 
	I2C_SCL = 0; //拉低时钟开始数据传输
	
	for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
	{
		if((Byte & 0x80) >> 7)
			I2C_SDA = 1;	
		else
			I2C_SDA = 0;		
		Byte<<=1;
		Delay_us(2);
		I2C_SCL = 1; //释放SCL，从机在SCL高电平期间读取SDA
		Delay_us(2); 
		I2C_SCL = 0; //拉低SCL，主机开始发送下一位数据
		Delay_us(2);		
	}
}

/*I2C接收一个字节*/
//ACK=1时，发送ACK，ACK=0，发送nACK
uint8_t BH1750_I2C_Receive_Byte(unsigned char ACK)
{
	uint8_t i, Byte = 0x00;	
	SDA_IN();//SDA设置为输入	
	
	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
		I2C_SCL = 0; 
        Delay_us(2);
		I2C_SCL = 1;
		Byte<<=1;
		if(READ_SDA)
			Byte++;
		Delay_us(1);		
	}
	
	if (!ACK)
        BH1750_I2C_NAck(); //发送nACK
    else
        BH1750_I2C_Ack(); //发送ACK   

	return Byte;
}

/************************应用层***************************/
/*BH1750寄存器写*/
void BH1750_WriteReg(uint8_t RegAddress)
{
	do{
    BH1750_I2C_Start();              			//I2C起始信号
    BH1750_I2C_Send_Byte(BH1750_ADDR_Write);    //发送器件地址
    }while(BH1750_I2C_Wait_Ack());          	//等待从机应答
	
	BH1750_I2C_Send_Byte(RegAddress);           //发送指令
    BH1750_I2C_Wait_Ack();                      //等待从机应答
    BH1750_I2C_Stop();                       	//I2C停止信号
}

/*BH1750寄存器读*/
uint16_t BH1750_ReadReg(void)
{	
	uint16_t buf;	
	BH1750_I2C_Start();			 				//I2C起始信号
	BH1750_I2C_Send_Byte(BH1750_ADDR_Read);     //发送器件地址+读标志位
	BH1750_I2C_Wait_Ack();                      //等待从机应答
	buf = BH1750_I2C_Receive_Byte(1);           //读取数据
	buf = buf<<8;                       		//读取并保存高八位数据
	buf += 0x00ff & BH1750_I2C_Receive_Byte(0); //读取并保存低八位数据
	BH1750_I2C_Stop();                     		//发送停止信号 
	return buf; 
}

void Single_Write_BH1750(unsigned char REG_Address)
{
   BH1750_I2C_Start();                  	//起始信号
   BH1750_I2C_Send_Byte(BH1750_ADDR_Write); //发送设备地址+写信号
   BH1750_I2C_Send_Byte(REG_Address);   	//内部寄存器地址，
   BH1750_I2C_Stop();                 		//发送停止信号
}

/*BH1750初始化*/
void BH1750_Init(void)
{	
	RCC->APB2ENR |= 1 << 2; //使能PORTA时钟
	
	GPIOA->CRL &= 0XFF0F0FFF; 
	GPIOA->CRL |= 0X00303000; //PA3 5 推挽输出
	
	GPIOA->ODR |= 1<<3;      //PA3 输出高
	GPIOA->ODR |= 1<<5;      //PA5 输出高
	
	Single_Write_BH1750(BH1750_POWER_ON);
}


char light[] = "0000Lx"; // 光照值
void UpdateLightDisplay(uint16_t lux) 
{
	// 限制最大显示值为9999（4位）
	uint16_t display_val = lux > 9999 ? 9999 : lux;
	for(uint8_t i = 0; i < 4; i++)
	{
		light[3 - i] = display_val % 10 + '0'; // 从个位开始填充
        display_val /= 10;
	}

	OLED_Show_String(1, 10, light);
}

int main(void)
{
 	/* 初始化部分 */
	OLED_Init();
	BH1750_Init();
	/* BH1750配置 */	
	BH1750_WriteReg(BH1750_POWER_ON);
	BH1750_WriteReg(BH1750_RESET_REG);
	BH1750_WriteReg(BH1750_CON_H_RES_MODE);
	/* 界面初始化 */
	OLED_Show_Chinese_String(1,1,CurrentLightIntensity_Str); //显示光照强度
	OLED_Show_Char(1, 9, ':'); 
	
	while(1)
	{
		/* 光照强度处理 */
		uint16_t lux = BH1750_ReadReg(); // 读取光照值
		UpdateLightDisplay(lux);
		Delay_ms(500);
	}
}

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