基于小熊派光強傳感器BH1750實踐(multi_timer+狀態(tài)機工程應(yīng)用)
本實踐案例基于小熊派開發(fā)板：
實踐光強傳感器的開發(fā)，我們需要帶上一個擴展模塊：E53_SC1，如下圖所示，最終連接的效果：
再來看看這個拓展板以及主板上對應(yīng)的硬件接口，后面我們才能夠去配置相應(yīng)的硬件管腳，達到驅(qū)動使用的目的：
轉(zhuǎn)接板E53_SC1在主板上的電路原理圖：
BH1750光強傳感器簡介
BH1750是一種用于兩線式串行總線接口的數(shù)字型光強度傳感器集成電路。這種集成電路可以根據(jù)收集的光線強度數(shù)據(jù)來調(diào)整液晶或者鍵盤背景的的亮度，利用它的高分辨率可以探測較大范圍的光強度變化。(1lx-65535lx)
特點:
要控制這個傳感器，當(dāng)然要了解傳感器支持的協(xié)議，以及一些指令，這是一個基于I2C接口的傳感器。
I2C是(Inter-Integrated Circuit)的英文縮寫，是Philips公司開發(fā)的一個通信協(xié)議，只有兩根線(SDA/SCL)是用來通信的。
BH1750支持的命令：
BH1750從機地址計算：
根據(jù)文檔提示，我們了解到光強傳感器的從機地址是0100011
當(dāng)主機向從機發(fā)送寫命令時為：
0100011(從機地址：7位) 0(寫數(shù)據(jù)位:1位) ===> 0x46
當(dāng)主機向從機發(fā)送讀命令時為：
0100011(從機地址：7位) 1(寫數(shù)據(jù)位:1位) ===> 0x47
工程實踐:stm32cubMx
1、芯片選型，這里選擇stm32l431rctx
2、配置rcc時鐘以及串行調(diào)試接口
3、配置調(diào)試LED
4、配置串口調(diào)試
方便根據(jù)調(diào)試信息查看程序執(zhí)行流程(默認即可)。
5、配置I2C1(PC6/PC7位于I2C1)
默認即可。
6、生成Keil5基礎(chǔ)工程
實際開發(fā)建議硬件外設(shè)分模塊，這樣看起來不要把所有的生成全部都擠到main.c里面去了，這點讓我非常討厭，所以生成工程時候習(xí)慣點擊設(shè)置以下這一項：
接下來點擊生成代碼：
工程實踐:編寫代碼
1、將multi_timer添加到keil5工程
2、創(chuàng)建一個Package目錄，將multi_timer的程序文件添加進來
3、編寫代碼
由于篇幅限制，只看我自己代碼添加的位置：
usart.h
添加重定向打印
/* USER CODE BEGIN 1 */
int fputc(int ch, FILE *file)
{
return HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);
}
/* USER CODE END 1 */
stm32l4xx_it.c
添加multi_timer計數(shù)
/**
* @brief This function handles System tick timer.
*/
void SysTick_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */
timer_ticks();
/* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
HAL_IncTick();
/* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
/* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}
main.h
添加相應(yīng)的頭文件
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "multi_timer.h"
/* USER CODE END Includes */
main.c
在程序中宏定義相應(yīng)的值
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/*接收光強超時值*/
#define TIMEOUT 200
/*光強值檢測閾值*/
#define LIGHT_SENSOR_THREHOLD 30
/*mode:模式選擇*/
//連續(xù)高分辨率模式精度 1 lux
#define LUX_1_MODE 0x10
//連續(xù)高分辨率模式2精度 0.5 lux
#define LUX_0_5_MODE 0x11
//低分辨率模式
#define LUX_LOW_MODE 0x13
#define WRITE_ADDRESS 0x46 //0100 011 0
#define READ_ADDRESS 0x47 //0100 011 1
/* USER CODE END PD */
光強采集結(jié)構(gòu)體
typedef struct light_sensor
{
/*光強值*/
int Lux ;
/*multi_timer定時器句柄*/
Timer timer1 ;
/*定時器計數(shù)值*/
uint16_t Timer_Count ;
/*是否采集完成標志*/
uint8_t Conver_completed ;
/*定時回調(diào)*/
void (*timeout_cb)(void);
} light_sensor_TypeDef;
light_sensor_TypeDef lsensor ;
定時回調(diào)函數(shù)以及結(jié)構(gòu)體初始化
/*定時器回調(diào)函數(shù)*/
void timer1_callback(void)
{
++lsensor.Timer_Count;
}
/*初始化參數(shù)*/
void Init_BH750(void)
{
lsensor.Lux = 0 ;
lsensor.Timer_Count = 0 ;
lsensor.Conver_completed = 0 ;
lsensor.timeout_cb = timer1_callback ;
}
這里的讀光強沒有用小熊派例程里直接延時然后讀取的方法，小熊派的讀光強函數(shù)是這么寫的：
而我是這么寫的：
/*讀取光強*/
void ReadBH1750(uint8_t mode)
{
float lux = 0;
uint8_t ReadData[2] = {0};
static uint8_t Sensor_Status = 0 ;
/*讀取光強流程*/
switch(Sensor_Status)
{
/*1、發(fā)送檢測光強模式的指令*/
case 0:
if(HAL_OK != HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, WRITE_ADDRESS, (uint8_t *)&mode, 1, 0xff))
return ;
/*切換為讀地址狀態(tài)*/
Sensor_Status = 1 ;
lsensor.Timer_Count = 0 ;
lsensor.Conver_completed = 0 ;
break ;
case 1:
/*
2、發(fā)送命令后延時200ms等待讀取
定時200ms，判斷是否已經(jīng)到了
這里相當(dāng)于取代了延時等待，不占用CPU
*/
if(TIMEOUT == lsensor.Timer_Count)
{
lsensor.Timer_Count = 0 ;
//3、開始讀取光強，發(fā)送讀光強指令
if(HAL_OK == HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, READ_ADDRESS, ReadData, 2, 0xff))
{
lux=(float)((ReadData[0]<<8)|ReadData[1]);
lux=(double)lux/1.2;
lsensor.Lux = (int)lux ;
/*4、轉(zhuǎn)換完成*/
lsensor.Conver_completed = 1 ;
Sensor_Status = 0 ; /*切換為寫地址狀態(tài)*/
}
}
break ;
default:
break;
}
}這里利用了switch case+multi_timer產(chǎn)生一個200ms的定時計數(shù)，通過狀態(tài)1流程判斷計數(shù)器是否到達設(shè)定值，從而達到延時的效果，這段程序在主程序的while循環(huán)中幾乎不會占用CPU，非常高效！
主程序邏輯：
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_I2C1_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/*串口初始化后加這個延時，防止后面的printf打印亂碼*/
HAL_Delay(200);
printf("光強讀取測試實驗\n");
Init_BH750();
timer_init(&lsensor.timer1, lsensor.timeout_cb, 1, 1);
timer_start(&lsensor.timer1);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//采用連續(xù)高分辨率模式精度 1 lux
ReadBH1750(LUX_1_MODE);
if(1 == lsensor.Conver_completed) /*如果轉(zhuǎn)換完了才會執(zhí)行*/
{
printf("當(dāng)前光強值:%d\n", lsensor.Lux);
//當(dāng)光強值大于設(shè)定的光強值閾值，則關(guān)燈，否則開燈
if(lsensor.Lux > LIGHT_SENSOR_THREHOLD)
{
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
else
{
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
}
timer_loop();
}
/* USER CODE END 3 */
}
運行結(jié)果:
狀態(tài)機思想前變?nèi)f化，學(xué)會靈活應(yīng)用則一定能夠?qū)懗龇浅８咝?，簡單易維護的程序。
實際例程下載：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1GA29ua5yVfvGFfRCcS52LA
提取碼：afe5
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