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STM32应用开发——BH1750光照传感器详解

article 2024/10/20 8:19:44

BH1750是一款高精度的数字光照传感器，它能够直接输出环境光照强度的数值，测量范围在0~65535勒克斯(lx)。本文将详细介绍如何在STM32平台上使用BH1750传感器，包括硬件连接、软件配置和代码实现。

1. BH1750简介

BH1750具有以下特点：

两线式串行总线接口
内置16位AD转换器，直接数字输出
可调的分辨率，支持高精度和高速度模式
宽泛的测量范围，适用于多种应用场景

2. 硬件接线

BH1750模块通常有以下几个引脚：

VCC：电源正
GND：电源负
SCL：I2C时钟线
SDA：I2C数据线
ADDR：地址端口（可选）

STM32与BH1750的引脚连接如下：

STM32_VCC -> BH1750_VCC（3.3V或5V）
STM32_GND -> BH1750_GND
STM32_PB6 -> BH1750_SCL（I2C时钟线）
STM32_PB7 -> BH1750_SDA（I2C数据线）

3. 软件编程

3.1 IIC设备地址

BH1750有两个设备地址，可以通过ADDR引脚的电平来选择。如果不连接ADDR引脚，默认使用低地址0x23。

3.2 IIC读写

BH1750的通信协议遵循标准的I2C协议。需要发送设备地址、命令和读取数据。

3.3 BH1750指令集

BH1750支持多种指令，用于配置传感器的工作模式和读取数据。常用的指令包括：

0x01：开启设备
0x00：关闭设备
0x10：连续高分辨率模式
0x20：单次高分辨率模式

3.4 BH1750工作流程

初始化I2C接口。
向BH1750发送开启命令。
设置测量模式。
读取测量结果。

3.5 BH1750测量模式

BH1750支持多种测量模式，包括：

连续高分辨率模式（0x10）
单次高分辨率模式（0x20）
连续低分辨率模式（0x13）
单次低分辨率模式（0x23）

4. 测试代码

以下是STM32的HAL库代码实现：

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "bh1750.h"

// BH1750 I2C地址
#define BH1750_ADDR 0x23

// BH1750初始化函数
void BH1750_Init(void) {
    // 初始化I2C
    HAL_I2C_Init(&hi2c1);
    // 写入电源管理寄存器，唤醒BH1750
    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, BH1750_ADDR, BH1750_PWR_MGMT, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, 0x00, 1, HAL_MAX_DELAY);
    // 配置加速度计和陀螺仪
    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, BH1750_ADDR, BH1750_CONT_H_RES_MODE, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, 0x10, 1, HAL_MAX_DELAY);
}

// 读取光照强度
float BH1750_ReadLightIntensity(void) {
    uint8_t buf[2];
    // 读取数据
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, BH1750_ADDR, BH1750_DATA0_LOW, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, buf, 2, HAL_MAX_DELAY);
    uint16_t data = (buf[0] << 8) | buf[1];
    // 计算光照强度
    return (float)data / 1.2;
}

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_I2C1_Init();
    BH1750_Init();

    while (1) {
        float light = BH1750_ReadLightIntensity();
        printf("Light Intensity: %.2f lx\n", light);
        HAL_Delay(1000);
    }
}