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本篇詳細(xì)的記錄了如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的硬件I2C外設(shè)讀取環(huán)境光強(qiáng)度傳感器數(shù)據(jù)(BH1750)。

1. 準(zhǔn)備工作

硬件準(zhǔn)備

• 開發(fā)板
  首先需要準(zhǔn)備一個開發(fā)板，這里我準(zhǔn)備的是STM32L4的開發(fā)板(BearPi)：

• BH1750模塊
  BH1750FV1是兩線式串行總線接口(IIC)的16位數(shù)字輸出型環(huán)境光強(qiáng)度傳感器，利用它的高分辨率可以探測較大范圍內(nèi)的光照強(qiáng)度變化(1lx - 65535lx)。

BH1750的原理圖如下：

軟件準(zhǔn)備

• 需要安裝好Keil - MDK及芯片對應(yīng)的包，以便編譯和下載生成的代碼；

Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安裝包都可以在文末關(guān)注公眾號獲取，回復(fù)關(guān)鍵字獲取相應(yīng)的安裝包：

2.生成MDK工程

選擇芯片型號

打開STM32CubeMX，打開MCU選擇器：

搜索并選中芯片STM32L431RCT6:

配置時鐘源

• 如果選擇使用外部高速時鐘(HSE)，則需要在System Core中配置RCC；

• 如果使用默認(rèn)內(nèi)部時鐘(HSI)，這一步可以略過；

這里我都使用外部時鐘：

配置串口

小熊派開發(fā)板板載ST-Link并且虛擬了一個串口，原理圖如下：

這里我將開關(guān)撥到AT-MCU模式，使PC的串口與USART1之間連接。

接下來開始配置USART1：

配置硬件I2C

首先查看小熊派開發(fā)板的原理圖，確定EEPROM接在哪個I2C接口上，如圖：

接下來開始配置I2C接口1：

配置時鐘樹

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

生成工程設(shè)置

代碼生成設(shè)置

最后設(shè)置生成獨(dú)立的初始化文件：

生成代碼

點(diǎn)擊GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：

3. 在MDK中編寫、編譯、下載用戶代碼

修改I2C初始化代碼的小BUG

重定向printf( )函數(shù)

參考：【STM32Cube_09】重定向printf函數(shù)到串口輸出的多種方法。

4. 編寫B(tài)H1750驅(qū)動程序

參考『bh1750FVI Datasheet』進(jìn)行編程。

宏定義BH1750器件地址

BH1750的器件地址由ADDR端口的高低電平?jīng)Q定：

結(jié)合原理圖，在 bh1750_i2c_drv.h 頭文件中可以定義如下：

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

枚舉BH1750工作模式

參考數(shù)據(jù)手冊在 bh1750_i2c_drv.h 頭文件中進(jìn)行如下枚舉定義：

typedef?enum
{
????POWER_OFF_CMD???=???0x00,???//斷電：無激活狀態(tài)
????POWER_ON_CMD????=???0x01,???//通電：等待測量指令
????RESET_REGISTER??=???0x07,???//重置數(shù)字寄存器(在斷電狀態(tài)下不起作用)
????CONT_H_MODE?????=???0x10,???//連續(xù)H分辨率模式：在11x分辨率下開始測量，測量時間120ms
????CONT_H_MODE2????=???0x11,???//連續(xù)H分辨率模式2：在0.51x分辨率下開始測量，測量時間120ms
????CONT_L_MODE?????=???0x13,???//連續(xù)L分辨率模式：在411分辨率下開始測量，測量時間16ms
????ONCE_H_MODE?????=???0x20,???//一次高分辨率模式：在11x分辨率下開始測量，測量時間120ms，測量后自動設(shè)置為斷電模式
????ONCE_H_MODE2????=???0x21,???//一次高分辨率模式2：在0.51x分辨率下開始測量，測量時間120ms，測量后自動設(shè)置為斷電模式
????ONCE_L_MODE?????=???0x23????//一次低分辨率模式：在411x分辨率下開始測量，測量時間16ms，測量后自動設(shè)置為斷電模式
}?BH1750_MODE;

發(fā)送命令和讀取數(shù)據(jù)

接下來編寫bh1750_i2c_drv.c驅(qū)動文件，參考數(shù)據(jù)手冊中的這部分：

本驅(qū)動程序底層使用 HAL 庫的 IIC 初始化文件，所以包含如下頭文件：

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

根據(jù)上圖，發(fā)送命令的函數(shù)如下：

/**
?*?@brief????向BH1750發(fā)送一條指令
?*?@param????cmd?——?BH1750工作模式指令(在BH1750_MODE中枚舉定義)
?*?@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);
}

接收光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)的函數(shù)如下：

/**
?*?@brief????從BH1750接收一次光強(qiáng)數(shù)據(jù)
?*?@param????dat?——?存儲光照強(qiáng)度的地址(兩個字節(jié)數(shù)組)
?*?@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);
}

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊中給出的公式，編寫將從BH1750讀出的兩個字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)強(qiáng)度值的函數(shù)：

/**
?*?@brief????將BH1750的兩個字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光照強(qiáng)度值(0-65535)
?*?@param????dat??——?存儲光照強(qiáng)度的地址(兩個字節(jié)數(shù)組)
?*?@retval????成功?——?返回光照強(qiáng)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;
}

5. 測試驅(qū)動程序

在main.c中測試驅(qū)動程序是否正常：

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

????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);
????}
}

編譯下載運(yùn)行，測試結(jié)果如下：

至此，我們已經(jīng)學(xué)會如何使用硬件IIC接口讀取環(huán)境光強(qiáng)度傳感器數(shù)據(jù)(BH1750)，下一節(jié)將講述如何使用硬件IIC接口讀取溫濕度傳感器數(shù)據(jù)并使用軟件CRC校驗(yàn)(SHT30)。

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總結(jié)

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