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[AT32M412] 【AT-START-M412测评】+光照强度传感器及其检测

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1309|12
 楼主| jinglixixi 发表于 2025-6-2 12:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
传感, 传感器, AT-START, M412, pi
本帖最后由 jinglixixi 于 2025-6-2 12:22 编辑

#申请原创#

BH1750是一款基于 I2C 接口的数字式环境光传感器，它适于获得环境光照强度的检测，受光学窗口的影响其检测最小为 0.11 lx，最大为 100000 lx。
该传感器的引脚定义如图1所示，它与开发板的连接关系为：
SCL ---PB8
SDA---PB9
为便于直观观察检测结果，由OLED进行显示，它与开发板的连接关系为：
SCL ---PA5
SDA---PA6

798eb795e12fac946830606e8d9c5ecb
图1 引脚定义

19f3f82be9c23082296bf34cb2c677d5
图2 所用接口

为便于引脚的分配和使用，这里采用模拟I2C的方式来实现光照强度的检测。
配置所用引脚的函数为：
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  1. void BH1750_Init(void)
    

  2. {
    

  3. gpio_init_type gpio_init_struct;
    

  4. crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  5. gpio_default_para_init(&gpio_init_struct);
    

  6. gpio_init_struct.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  7. gpio_init_struct.gpio_out_type = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  8. gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    

  9. gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_8|GPIO_PINS_9;
    

  10. gpio_init_struct.gpio_pull = GPIO_PULL_NONE;
    

  11. gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    

  12. }

有别于OLED屏的显示驱动，在进行光照检测时，数据引脚既要工作在输出模式，也要工作在输入模式。
为此，需要配置相应的工作模式函数，以便进行工作模式切换。
设置为输入模式的函数为：
复制
  1. void IIC_INPUT_MODE_SET()
    

  2. {
    

  3. gpio_init_type gpio_init_struct;
    

  4. gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;
    

  5. gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_9;
    

  6. gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    

  7. }

设置为输出模式的函数为：
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  1. void IIC_OUTPUT_MODE_SET()
    

  2. {
    

  3.   gpio_init_type gpio_init_struct;
    

  4.   gpio_init_struct.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    

  5.   gpio_init_struct.gpio_pins = GPIO_PINS_9;
    

  6.   gpio_init(GPIOB, &gpio_init_struct);
    

  7. }


设置引脚输出高低电平和检测引脚状态的语句定义为：
#define SCL_Set()       GPIOB->scr = GPIO_PINS_8
#define SCL_Clr()       GPIOB->clr = GPIO_PINS_8
#define SDA_Set()       GPIOB->scr = GPIO_PINS_9
#define SDA_Clr()       GPIOB->clr = GPIO_PINS_9
#define IIC_SDA_IN      gpio_input_data_bit_read(GPIOB, GPIO_PINS_9)

模拟I2C处理的辅助辅助函数如下：
复制
  1. void BH1750_Start()
    

  2. {
    

  3. IIC_OUTPUT_MODE_SET();
    

  4. SDA_Set();
    

  5. SCL_Set();
    

  6. delay_us(5);
    

  7. SDA_Clr();
    

  8. delay_us(5);
    

  9. SCL_Clr();
    

  10. }
    


  11. 

  12. void BH1750_Stop()
    

  13. {
    

  14. IIC_OUTPUT_MODE_SET();
    

  15. SDA_Clr();
    

  16. SCL_Set();
    

  17. delay_us(5);
    

  18. SDA_Set();
    

  19. delay_us(5);
    

  20. }
    


  21. 

  22. void BH1750_SendACK(char ack)
    

  23. {
    

  24. IIC_OUTPUT_MODE_SET();
    

  25. SCL_Clr();
    

  26. if(ack)
    

  27. {
    

  28. SDA_Set();
    

  29. }
    

  30. else
    

  31. {
    

  32. SDA_Clr();
    

  33. }
    

  34. delay_us(2);
    

  35. SCL_Set();
    

  36. delay_us(5);
    

  37. SCL_Clr();
    

  38. }
    


  39. 

  40. char BH1750_RecvACK()
    

  41. {
    

  42. int cnt=0;
    

  43. IIC_OUTPUT_MODE_SET();
    

  44. SDA_Set();
    

  45. delay_us(1);
    

  46. SCL_Set();
    

  47. IIC_INPUT_MODE_SET();
    

  48. delay_us(1);
    

  49. while(IIC_SDA_IN)
    

  50. {
    

  51. cnt++;
    

  52. delay_us(1);
    

  53. if(cnt>=250)
    

  54. {
    

  55. BH1750_Stop();
    

  56. return 1;
    

  57. }
    

  58. }
    

  59. SCL_Clr();
    

  60. return 0;
    

  61. }

模拟I2C发送字节数据的函数为：
复制
  1. void BH1750_SendByte(char data)
    

  2. {
    

  3. char i;
    

  4. IIC_OUTPUT_MODE_SET();
    

  5. SCL_Clr();
    

  6. delay_us(2);
    

  7. for (i=0;i<8;i++)
    

  8. {
    

  9. if(data&0x80)
    

  10. {
    

  11. SDA_Set();
    

  12. }
    

  13. else
    

  14. {
    

  15. SDA_Clr();
    

  16. }
    

  17. data <<= 1;
    

  18. SCL_Set();
    

  19. delay_us(2);
    

  20. SCL_Clr();
    

  21. delay_us(2);
    

  22. }
    

  23. }

模拟I2C读取字节数据的函数为：
复制
  1. char BH1750_RecvByte()
    

  2. {
    

  3. char i;
    

  4. char data = 0;
    

  5. IIC_INPUT_MODE_SET();
    

  6. for (i=0;i<8;i++)
    

  7. {
    

  8. SCL_Clr();
    

  9. delay_us(2);
    

  10. SCL_Set();
    

  11. data <<= 1;
    

  12. SCL_Set();
    

  13. if(IIC_SDA_IN) data|=0x01;
    

  14. delay_us(2);
    

  15. }
    

  16. SCL_Clr();
    

  17. return data;
    

  18. }

写入寄存器地址的函数为：
复制
  1. void Single_Write_BH1750(char REG_Address)
    

  2. {
    

  3. BH1750_Start();
    

  4. BH1750_SendByte(SlaveAddress);
    

  5. BH1750_RecvACK();
    

  6. BH1750_SendByte(REG_Address);
    

  7. BH1750_RecvACK();
    

  8. BH1750_Stop();
    

  9. }

读取BH1750多字节数据的函数为：
复制
  1. void Multiple_Read_BH1750()
    

  2. {
    

  3. BH1750_Start();
    

  4. BH1750_SendByte(SlaveAddress+1);
    

  5. BH1750_RecvACK();
    

  6. BUF[0] = BH1750_RecvByte();
    

  7. BH1750_SendACK(0);
    

  8. BUF[1] = BH1750_RecvByte();
    

  9. BH1750_SendACK(1);
    

  10. BH1750_Stop();
    

  11. delay_ms(5);
    

  12. }

实现光强检测与显示的函数为：
复制
  1. void Get_Sunlight_Value()
    

  2. {
    

  3. int dis_data=0;
    

  4. float temp;
    

  5. char i=0;
    

  6. unsigned int sd;
    

  7. Single_Write_BH1750(0x01);
    

  8. Single_Write_BH1750(0x10);
    

  9. delay_ms(180);
    

  10. Multiple_Read_BH1750();
    

  11. for(i=0;i<3;i++)dis_data=BUF[0];
    

  12. dis_data=(dis_data<<8)+BUF[1];
    

  13. temp=(float)dis_data/1.2;
    

  14. sd=temp;
    

  15. OLED_ShowNum(20,2,sd,5,16);
    

  16. }

实现光强检测与显示的主程序为：
复制
  1. int main(void)
    

  2. {
    

  3. system_clock_config();
    

  4. at32_board_init();
    

  5. oled_config();
    

  6. OLED_Init();
    

  7. OLED_Clear();
    

  8. OLED_ShowString(0,0,"AT32M412",16);
    

  9. OLED_ShowString(0,2,"L=",16);
    

  10. BH1750_Init();
    

  11. while(1)
    

  12. {
    

  13. at32_led_toggle(LED2);
    

  14. delay_ms(200);
    

  15. at32_led_toggle(LED3);
    

  16. delay_ms(200);
    

  17. at32_led_toggle(LED4);
    

  18. delay_ms(200);
    

  19. Get_Sunlight_Value();
    

  20. }
    

  21. }

经程序的编译和下载，其检测结果如图4所示。
defce0d85a1436035ead1664be14c520
图3 连接形式

22c9519cbced5266e79bd67a494ef5b6
图4 检测结果



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kmzuaz 发表于 2025-6-4 10:05 | 显示全部楼层
非常适合用于嵌入式系统的学习和开发。
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mikewalpole 发表于 2025-6-4 13:28 | 显示全部楼层
BH1750              
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mmbs 发表于 2025-6-5 11:05 | 显示全部楼层
若采用的是光敏二极管传感器，其灵敏度高、线性度好的特性得以充分展现
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51xlf 发表于 2025-6-5 14:34 | 显示全部楼层
高精度的光照强度传感器              
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plsbackup 发表于 2025-6-5 16:16 | 显示全部楼层
适合中阶物联网项目              
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updownq 发表于 2025-6-5 18:50 | 显示全部楼层
能够准确地测量环境光强度，适用于各种需要光控的应用场景
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benjaminka 发表于 2025-6-5 20:52 | 显示全部楼层
低功耗是非常重要的考量因素之一。
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loutin 发表于 2025-6-6 14:36 | 显示全部楼层
无需复杂的硬件配置即可开始采集数据。这极大地提高了开发效率。
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 楼主| jinglixixi 发表于 2025-6-6 14:42 | 显示全部楼层
loutin 发表于 2025-6-6 14:36
无需复杂的硬件配置即可开始采集数据。这极大地提高了开发效率。

没错，的确如此！
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modesty3jonah 发表于 2025-6-8 22:05 | 显示全部楼层
传感器的信号传输稳定              
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usysm 发表于 2025-6-9 01:26 | 显示全部楼层
常见的BH1750              
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幽谷深处 发表于 2025-6-11 11:17 | 显示全部楼层
常见的BH1750 ，主要应该是展示雅特力 I2C的性能，很好的案例。
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