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Renesas R7FA8D1BH (Cortex®-M85)控制ISLS29035

article 2024/9/19 9:48:10

目录

概述

 1 ISL29035芯片介绍

 1.1 ISL29035特征

1.2  ISL29035工作电路

1.3 ISL29035工作时序分析

1.4 ISL29035相关的寄存器

1.4.1 COMMAND-1( 0x00 )

1.4.2 COMMAND-11（0x01）

1.4.3 DATA寄存器（0x02和0x03）

1.4.4 中断报警寄存器（0x04和0x05）

1.4. 5 中断报警寄存器（0x06和0x07）

1.4. 6 ID寄存器（0x0f）

1.5 采样值到实际Lux值转换

2 I2C驱动实现

2.1  硬件接口

2.2 FSP配置I2C

 2.3 I2C驱动程序实现

3 ISL29035驱动程序实现

3.1 驱动程序功能介绍

3.2 代码实现

4 测试功能

4.1 编写测试代码

4.2 测试

概述

本文主要介绍ISLS29035芯片驱动的相关内容，包括ISLS29035芯片的特性，其内部各个寄存器的功能，以及和MCU相连后其时序操作的注意点。还介绍了R7FA8D1BH上I2C模块的使用方法，包括FSP配置参数，I2C驱动代码，以及使用I2C接口驱动ISLS29035的功能实现方法等内容。

 1 ISL29035芯片介绍

 1.1 ISL29035特征

ISL29035 - Integrated Digital Light Sensor with Interrupt | Renesas

      ISL29035是一款数字型光感传感器，采用通用I2C接口，可实时采集环境的光照强度。其主要特点如下：  

​

关注几个核心参数：

1） 其采用16-bit ADC采样数据，所以，该传感器有这个极高的分辨率

2）数据采样区间： 1： 420 0000

3）采用标准的I2C协议，便于使用MCU驱动该芯片

1.2  ISL29035工作电路

下图是官方给的标准工作电路，采用标准的i2c通信电路，还额外增加一个INT中断IO，用于对外提供一个报警信号，其在低电平时有效。 

​

sensor IO接口定义如下：

​

1.3 ISL29035工作时序分析

1） 写数据时序

​

2） 读数据时序

​

3） 连续读多个数据时序

​

1.4 ISL29035相关的寄存器

其主要寄存器如下表：

​

1.4.1 COMMAND-1( 0x00 )

​

其中：B7,B6,B5用于配置 采样方式，例如：配置为101则为连续采样模式 

​

1.4.2 COMMAND-11（0x01）

​

在该寄存器中，B0和B1用于配置lux的范围

​

B3和B2用于配置ADC的采样精度：

​

1.4.3 DATA寄存器（0x02和0x03）

data寄存器的地址分别为0x02(数据低 8个 bit)和0x03（数据高8个bit）

​

1.4.4 中断报警寄存器（0x04和0x05）

该寄存器的值用于设置报警数据的下限值

​

1.4. 5 中断报警寄存器（0x06和0x07）

该寄存器的值用于设置报警数据的上限值

​

1.4. 6 ID寄存器（0x0f）

该寄存器用于存在sensor的ID值

​

1.5 采样值到实际Lux值转换

根据datasheet的资料可得：

​

​

Range 可取的值（Lux）： 1000， 4000, 16000, 64000

Count( Max) 可取的值：    16，      256，  4096，  65536

举个例子：

配置 address = 0x01寄存器， B3B2 = 10, adc 采样为8bit, Count（max） = 256

                                                 B1B0 = 01, Lux的range = 4000

当前从DATA寄存器读取的值为： 120, 其对应的lux值为 val  =  (4000/256)* 120 

2 I2C驱动实现

2.1  硬件接口

本系统采用野火瑞萨R7FA8D1BHECBD-BTB开发板，其与Sensor之间的接口关系如下：

2.2 FSP配置I2C

1) 在Pins面板上配置I2C IO port

2) 创建Stack对象

 

3）配置Stack的参数

 2.3 I2C驱动程序实现

使用FSP完成参数配置后，生成硬件相关的配置代码，接下来需要实现I2C相关的驱动接口

1）创建bsp_i2c.c文件，编写如下代码

 /*
 FILE NAME  :  bsp_i2c.c
 Description:  user i2c interface 
 Author     :  tangmingfei2013@126.com
 Date       :  2024/06/03
 */
#include "bsp_i2c.h" 
#include "hal_data.h"

#define TIME_OUT    10000
 
i2c_master_event_t g_i2c_callback_event;

void sci_b_i2c_master_callback (i2c_master_callback_args_t * p_args)
{
    if (NULL != p_args)
    {
        g_i2c_callback_event = p_args->event;
    }
}  

void i2c2_init_para( uint32_t const slaveAddress )
{
    fsp_err_t err;

    err = R_SCI_B_I2C_Open(&g_i2c0_ctrl, &g_i2c0_cfg);
    assert(FSP_SUCCESS == err);

    err = R_SCI_B_I2C_SlaveAddressSet(&g_i2c0_ctrl, slaveAddress, I2C_MASTER_ADDR_MODE_7BIT);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
}

void i2c2_write_bytes(uint8_t *pbuff, uint16_t length )
{
    unsigned int timeout_ms = TIME_OUT;
    fsp_err_t err;
    
    err = R_SCI_B_I2C_Write(&g_i2c0_ctrl, pbuff, length, false);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    
    g_i2c_callback_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
    /* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/
    while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != g_i2c_callback_event) && timeout_ms)
    {
        R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        timeout_ms--;;
    }
}

void i2c2_read_bytes(uint8_t *pbuff, uint16_t length )
{
    unsigned int timeout_ms = TIME_OUT;
    fsp_err_t err;
    
    g_i2c_callback_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
    err = R_SCI_B_I2C_Read(&g_i2c0_ctrl, pbuff, length, false);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    
    /* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/
    while ((I2C_MASTER_EVENT_RX_COMPLETE != g_i2c_callback_event) && timeout_ms)
    {
        R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        timeout_ms--;;
    }
}
 
/* End of this file */

2）创建bsp_i2c.h文件，编写如下代码：

 /*
 FILE NAME  :  bsp_i2c.h
 Description:  user i2c interface 
 Author     :  tangmingfei2013@126.com
 Date       :  2024/06/03
 */
 #ifndef BSP_I2C_H
 #define BSP_I2C_H
 #include "hal_data.h"

void i2c2_init_para( uint32_t const slaveAddress );
void i2c2_write_bytes(uint8_t *pbuff, uint16_t length );
void i2c2_read_bytes(uint8_t *pbuff, uint16_t length );


#endif   /* BSP_I2C_H */

3 ISL29035驱动程序实现

3.1 驱动程序功能介绍

驱动程序分成两个层次，底层使用I2C接口，实现读写寄存器功能，在应用层中调用者两个函数接口实现ISL29035芯片的初始化功能，还实现一个接口：实时读取lux值功能。

3.2 代码实现

创建ISL29035_drv.c，编写如下代码：

 /*
 FILE NAME  :  ISL29035_drv.c
 Description:  user ISL29035 interface 
 Author     :  tangmingfei2013@126.com
 Date       :  2024/06/03
 */
/* isl29035 i2c address */
#include "bsp_i2c.h" 
#include "hal_data.h"
#include "IsL29035_drv.h"
#include <string.h>

#define ISL29035_ADDR                          (0x44U)

/* isl29035 register */
#define ISL29035_COMMAND_1_ADDR                (0x00U)
#define ISL29035_COMMAND_2_ADDR                (0x01U)
#define ISL29035_DATA_L_ADDR                   (0x02U)
#define ISL29035_DATA_H_ADDR                   (0x03U)
#define ISL29035_INT_LT_LSB_ADDR               (0x04U)
#define ISL29035_INT_LT_MSB_ADDR               (0x05U)
#define ISL29035_INT_HT_LSB_ADDR               (0x06U)
#define ISL29035_INT_HT_MSB_ADDR               (0x07U)
#define ISL29035_ID_ADDR                       (0x0FU)

/* 10100000: enable ALS consinuously  */
#define ISL29035_COMMAND_1_INIT                (0xA0U)

/* 00000110: Lux full scale range is 4000 and ADC  */
#define ISL29035_COMMAND_2_INIT                (0x06U)

/* ISL29035 ADC resolution */
#define ISL29035_RES_16BIT                     (65536U)
#define ISL29035_RES_12BIT                     (4096U)
#define ISL29035_RES_8BIT                      (256U)
#define ISL29035_RES_4BIT                      (16U)

/* ISL29035 full scale lux range */
#define ISL29035_LUX_SCALE_1K                  (1000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_4K                  (4000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_16K                 (16000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_64K                 (64000U)


static unsigned int convert_lux(unsigned int data)
{
   return (unsigned int)((double)ISL29035_LUX_SCALE_4K / (double)ISL29035_RES_8BIT * data);
}

static uint8_t write_reg( uint8_t reg, uint8_t data)
{
    fsp_err_t err;
    unsigned char buff[2];
    
    err = R_SCI_B_I2C_SlaveAddressSet( &g_i2c0_ctrl, 
                                       ISL29035_ADDR, 
                                       I2C_MASTER_ADDR_MODE_7BIT);
    assert(FSP_SUCCESS == err);

    buff[0] = reg;
    buff[1] = data;
    i2c2_write_bytes(buff, 2);
    
    return 0;
}

static uint8_t read_regs(uint8_t reg, uint8_t len, uint8_t *buf)
{
    fsp_err_t err;
    uint8_t msgs[2];

    err = R_SCI_B_I2C_SlaveAddressSet( &g_i2c0_ctrl, 
                                     ISL29035_ADDR, 
                                     I2C_MASTER_ADDR_MODE_7BIT);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    
    msgs[0] = reg;
    i2c2_write_bytes(msgs, 1);
    
    R_BSP_SoftwareDelay( 1, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    i2c2_read_bytes( buf, len);
    
    return 0;
}


int IsL29035_read_lux(unsigned int *lux )
{
    int ret;
    unsigned char   buff[1];
    unsigned int tempval;

    ret = read_regs(ISL29035_DATA_L_ADDR, 1, buff);
    if( ret < 0 )
    {
        printf("get the lux value failure.\n");
        return -1;
    }

    tempval = buff[0];
    ret = read_regs(ISL29035_DATA_H_ADDR, 1, buff);
    if( ret < 0 )
    {
        printf("get the lux value failure.\n");
        return -1;
    }
    tempval |= (unsigned int)(buff[0]<<8);

    *lux = convert_lux( tempval );

    return 0;
}


void IsL29035_Init( void )
{  
    fsp_err_t err;
    
    err = R_SCI_B_I2C_SlaveAddressSet( &g_i2c0_ctrl, 
                                       ISL29035_ADDR, 
                                       I2C_MASTER_ADDR_MODE_7BIT);
    assert(FSP_SUCCESS == err);
    
    write_reg(ISL29035_COMMAND_1_ADDR, ISL29035_COMMAND_1_INIT);
    write_reg(ISL29035_COMMAND_2_ADDR, ISL29035_COMMAND_2_INIT);
}

创建ISL29035_drv.h，编写源代码的头文件：

 /*
 FILE NAME  :  ISL29035_drv.h
 Description:  user ISL29035 interface 
 Author     :  tangmingfei2013@126.com
 Date       :  2024/06/03
 */
#ifndef USER_ISL29035_DRV_H_
#define USER_ISL29035_DRV_H_


void IsL29035_Init( void );
int IsL29035_read_lux(unsigned int *lux );


#endif /* USER_ISL29035_DRV_H_ */

4 测试功能

4.1 编写测试代码

编写测试代码，其主要实时的从ISL29035中读取lux值，然后将该值显示在OLED屏幕上，其详细代码如下：

代码11行： 在主函数中调用IsL29035_Init，实现ISL29035的初始化功能

代码153行：调用IsL29035_read_lux接口，实时获取lux值

代码170~171行:  在OLED上显示数据

 源代码如下：

void ui_disISL29035( void )
{
    static int temp=0;
    uint8_t dataBuff[32];
    
    IsL29035_read_lux( &luxValue );
    if( temp != timer0_get_tick( ))
    {
        if( (tick_cnt % 100) == 0 )
        {
            // ui DS18B20
            // printf(" DS18B20 Temperature(C):  %.02f \n", st_dsval.temperatureVal );
            {
                memset((char*)dataBuff, 0, sizeof(dataBuff));
                sprintf((char*)dataBuff, "ISL29035(Lux): ");
                oled_SetCharSize( FONT_16 );
                oled_PrintfString(1,3, dataBuff);
            }

            // display ds18b20 value 
            {   
                memset((char*)dataBuff, 0, sizeof(dataBuff));
                sprintf((char*)dataBuff, "%d ", luxValue);
                oled_PrintfString(60,6, dataBuff);
                
            }
            
            LED2_TOGGLE;
        }
        temp = timer0_get_tick( );
        tick_cnt++;
    }
}

4.2 测试

编译代码，下载代码到板卡中

下载代码到板卡中，其运行结果如下：

OLED上显示数据


http://www.kler.cn/news/307275.html

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