IIC实战---》BH1750FVI光照强度传感器
16lz
2021-05-10
记录一下IIC比较典型应用
传感器相关介绍
//引脚定义 硬件IC--》复用开漏 普通IO---》通用推挽#define B_LUX_V20_SCL0_O {\GPIO_InitTypeDef GPIO_ST; \GPIO_ST.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;\GPIO_ST.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; \GPIO_ST.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;\GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_ST); }//GPIOB10 开漏输出#define B_LUX_V20_SCL0_H GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_1)#define B_LUX_V20_SCL0_L GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_1)#define B_LUX_V20_SCL0_I {\GPIO_InitTypeDef GPIO_ST; \GPIO_ST.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;\GPIO_ST.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; \GPIO_ST.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;\GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_ST); }//GPIOB10 浮空输入#define B_LUX_V20_SCL0_DAT GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1)#define B_LUX_V20_SDA0_O {\GPIO_InitTypeDef GPIO_ST; \GPIO_ST.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;\GPIO_ST.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; \GPIO_ST.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;\GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_ST); } //GPIOB11 开漏输出#define B_LUX_V20_SDA0_H GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_2)#define B_LUX_V20_SDA0_L GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_2)#define B_LUX_V20_SDA0_I {\GPIO_InitTypeDef GPIO_ST; \GPIO_ST.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;\GPIO_ST.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; \GPIO_ST.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;\GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_ST); } //GPIOB11 浮空输入#define B_LUX_V20_SDA0_DAT GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_2)#define B_LUX_V20_ADDR_O {\GPIO_InitTypeDef GPIO_ST; \GPIO_ST.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;\GPIO_ST.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; \GPIO_ST.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;\GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_ST); } //GPIOC13 推免输出#define B_LUX_V20_ADDR_H GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13)#define B_LUX_V20_ADDR_L GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13)`
这个是引脚定义，这里有一个点是比较奇怪的，可能是第一次遇见，我平常都是用没有硬件集成的IIC引脚，也就是用普通的IO口模拟IIC去通信，这里的代码是用PB10和PB11，这两个引脚复用功能都是有IIC的功能，我移植到普通的IO的时候就直接不行了（虽然代码用的是硬件IIC口，但是没有用32的库，也是软件模拟的）后来检查了一下是IO口的模式设置的问题，我的最后测试结果就是：硬件IC–》复用开漏 普通IO—》通用推挽输出，（模块已经有上拉电阻）。
模块时序
起始信号代码：
/*--------------------------------------------------------------------- 功能描述: 起始信号 参数说明: 无 函数返回: 无 ---------------------------------------------------------------------*/vid B_LUX_V20_Start(){ B_LUX_V20_SDA0_H; //拉高数据线 B_LUX_V20_SCL0_H; //拉高时钟线 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 B_LUX_V20_SDA0_L; //产生下降沿 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 B_LUX_V20_SCL0_L; //拉低时钟线}起始信号的定义：SCL处于高电平的时候，SDA拉低，出现一个下降沿，这个时候生成一个开始信号
代码一开始就是要把两根线拉高，（一般来说，三个信号我都会将SCL拉高，才开始去做延时），延时的时间一般来说按照100K的速度来延时就可以了，也就是5US。
停止信号代码
/*--------------------------------------------------------------------- 功能描述: 停止信号 参数说明: 无 函数返回: 无 ---------------------------------------------------------------------*/vid B_LUX_V20_Stop(){ B_LUX_V20_SDA0_L; //拉低数据线 B_LUX_V20_SCL0_H; //拉高时钟线 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 B_LUX_V20_SDA0_H; //产生上升沿 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 B_LUX_V20_SCL0_L; B_LUX_V20_Delay5us();}停止信号的定义是SCL处于高电平期间，SDA有一个上升沿的变化（我一开始是分不清楚的，但是后面想想IIC的两根线空闲状态处于高电平状态，而停止信号就是停止通信，所以这下就记清楚了）。
应答信号
/*--------------------------------------------------------------------- 功能描述: 发送应答信号 参数说明: ack - 应答信号(0:ACK 1:NAK) 函数返回: 无 ---------------------------------------------------------------------*/vid B_LUX_V20_SendACK(uint8 ack){ if (ack&0x01)B_LUX_V20_SDA0_H;//写应答信号 elseB_LUX_V20_SDA0_L; B_LUX_V20_SCL0_H; //拉高时钟线 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 B_LUX_V20_SCL0_L; //拉低时钟线 B_LUX_V20_SDA0_H; B_LUX_V20_Delay5us(); //延时}/*--------------------------------------------------------------------- 功能描述: 接收应答信号 参数说明: 无 函数返回: 返回应答信号 ---------------------------------------------------------------------*/uint8 B_LUX_V20_RecvACK(){ uint8 CY = 0x00;uint16 vConter = 1000; B_LUX_V20_SDA0_H; B_LUX_V20_SDA0_I; B_LUX_V20_SCL0_H; //拉高时钟线 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 while (vConter){vConter--;CY |= B_LUX_V20_SDA0_DAT; //读应答信号if(!CY)break;} B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 B_LUX_V20_SCL0_L; //拉低时钟线 B_LUX_V20_SDA0_O; return CY;}应答信号需要设置SDA的IO口另一个模式：浮空输入，用来检测IIC器件是否向主机发送了一个应答信号，如果发送了主机就可以检测到，
发送一个字节
/*--------------------------------------------------------------------- 功能描述: 向IIC总线发送一个字节数据 参数说明: dat - 写字节 函数返回: 无 ---------------------------------------------------------------------*/uint8 B_LUX_V20_SendByte(uint8 dat){uint8 vRval = 0x00; uint8 i; for (i=0; i<8; i++) //8位计数器 { if (dat&0x80)B_LUX_V20_SDA0_H; elseB_LUX_V20_SDA0_L; //送数据口 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 B_LUX_V20_SCL0_H; //拉高时钟线 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 B_LUX_V20_SCL0_L; //拉低时钟线 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 dat <<= 1; //移出数据的最高位 } vRval = B_LUX_V20_RecvACK();return vRval;}根据IIC的定义，数据变化必须发生在SCL的低电平时候
解释一下：
if (dat&0x80)
{B_LUX_V20_SDA0_H;}
else
{B_LUX_V20_SDA0_L; }
这个是用位操作进行的，一个字节的数据和0X80相与可以得到最高的位一个二进制数是1还是0，如果是1的话SDA输出1，如果不是（也就是0）SDA输出0。
B_LUX_V20_Delay5us(); //延时
B_LUX_V20_SCL0_H; //拉高时钟线
B_LUX_V20_Delay5us(); //延时
B_LUX_V20_SCL0_L; //拉低时钟线
B_LUX_V20_Delay5us(); //延时
dat <<= 1; //移出数据的最高位
这几行代码比较关键
首先就是上一步已经确定了数据线输出的数据是1或者是0，这个时候必须时SCL保持高电平才能保证数据正确传输，延时之后就开始拉低SCL，这个时候数据右移，下一个送出的数据就是次高位，这个时候SCL是低电平，数据可以变化，依次循环八次，就可以发送完一个字节，最后进行应答部分。
主机从IIC器件读取数据
/*--------------------------------------------------------------------- 功能描述: 从IIC总线接收一个字节数据 参数说明: 无 函数返回: 接收字节 ---------------------------------------------------------------------*/uint8 B_LUX_V20_RecvByte(){ uint8 i; uint8 dat = 0; B_LUX_V20_SDA0_I; B_LUX_V20_SDA0_H; //使能内部上拉,准备读取数据, for (i=0; i<8; i++) //8位计数器 { B_LUX_V20_SCL0_H; //拉高时钟线 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 dat |= B_LUX_V20_SDA0_DAT; //读数据 B_LUX_V20_SCL0_L; //拉低时钟线 B_LUX_V20_Delay5us(); //延时 if (i<7) dat <<= 1; } B_LUX_V20_SDA0_O; return dat;}这个接收和上面发送差不多，这里不在累赘。
上面的是这个模块的通信协议
数据格式：地址+读写位+应答+数据位+应答
地址有两个的7位数据，看模块的ADR接线，如果是往模块写数据（发指令、配置寄存器）就让W置位，不然就是让R置位。然后主机接收一个应答信号，接下来就是一个字节的数据，最后是一个应答
地址一般是7位，加上读写位就是八位，应答信号是独立的，最后的数据也是八位的数据。
/*--------------------------------------------------------------------- 功能描述: 写BH1750 参数说明: REG_Address - 寄存器地址 函数返回: 无 ---------------------------------------------------------------------*/uint8 B_LUX_V20_Single_Write(uint8 REG_Address){uint8 vRval = 0; B_LUX_V20_Start(); //起始信号 vRval += B_LUX_V20_SendByte(B_LUX_V20_SlaveAddress); //发送设备地址+写信号 vRval += B_LUX_V20_SendByte(REG_Address); //内部寄存器地址， // BH1750_SendByte(REG_data); //内部寄存器数据， B_LUX_V20_Stop(); //发送停止信号 return vRval;}/*--------------------------------------------------------------------- 功能描述: 连续读出BH1750内部数据 参数说明: 无 函数返回: 无 ---------------------------------------------------------------------*/uint8 B_LUX_V20_Multiple_read(vid){ uint8 vRval = 0; uint8 i; B_LUX_V20_Start(); //起始信号 vRval += B_LUX_V20_SendByte(B_LUX_V20_SlaveAddress+1); //发送设备地址+读信号 for (i=0; i<3; i++) //连续读取6个地址数据，存储中BUF { m_LUX_V20_BUF[i] = B_LUX_V20_RecvByte(); //BUF[0]存储0x32地址中的数据 if (i == 0x02) { B_LUX_V20_SendACK(1); //最后一个数据需要回NOACK } else { B_LUX_V20_SendACK(0); //回应ACK } } B_LUX_V20_Stop(); //停止信号 //B_LUX_V20_Delay5ms();return vRval;}只需要记住每一次通信都是：起始信号、收发数据、应答信号、停止信号，只要按着这个步骤写，并且地址和读写位和数据位都正确一般都可以写得出来。
和BH1750FVI相近的模块是MAX44009，两个模块基本差不多。
（欠解决问题：IO口的模式应该如何正确配置）
这里附上完整的代码工程和数据手册(提取码：37go)
BH1750FVI代码和手册资料，
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