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BH1750驱动（iic通信协议）——stm32GPIO口配置基于STM32_HAL库

2021-01-02 18:00:18 作者：互联网

GY-30简介
GY-30是一款内置ROHM-BH1750FLV芯片的数字光照强度模块。
BH1750FV1是两线式串行总线接口（IIC）的16位数字输出型环境光强度传感器，
芯片内置16bitAD转换器，可直接数字输出，测量光照强度范围为0-65535lx（精度可选）。
模块内置电平转换，支持3-5V供电，可与5V单片机IO直接连接；

GPIO
GPIO是通用输入/输出端口的简称，是STM32可控制的引脚。GPIO的引脚与外部硬件设备连接，可实现与外部通讯、控制外部硬件或者采集外部硬件数据的功能。
GPIO支持：
4种输入模式（浮空输入、上拉输入、下拉输入、模拟输入）
4种输出模式（开漏输出、开漏复用输出、推挽输出、推挽复用输出）
GPIO还支持三种最大翻转速度（2MHz、10MHz、50MHz）

stm32的HAL库函数
1.STM32L0xx_HAL_GPIO
引脚初始化函数 void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);
①.对STM32中的某端口上的引脚进行初始化（设置引脚输入输出的连接关系）。
②.函数名（HAL_GPIO_Init ）:HAL——硬件抽象层；GPIO——通用I/O口；Init——初始化。
③.参数1（GPIO_TypeDef *GPIOx ）：GPIO_TypeDef——包含I/O口所有寄存器的结构体名；*GPIOx——指向x I/O口的地址。
④.参数2（GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init）
GPIO_InitTypeDef——包含I/O口所有参数的结构体名；*GPIO_Init——指向I/O口所有参数的地址。

GPIO初始化的步骤：
1.定义GPIO结构体GPIO_InitTypeDef
2.使能对应GPIO端口时钟如E组GPIO， __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
3.配置GPIO（GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_5;
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;）
4.初始化该端口 HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
完成GPIO的初始化操作;

stm32的GPIO口配置
T：意法半导体公司
M ：微控制器（Micro controller）
32：32位CPU（也有其他位的CPU 如 STM8，用于取代51系列）
GPIO 7组 A组 —G 组
每一组都有16个引脚 PX0-PX15，对应的库文件：stm32f1xx_gpio.c

GPIO初始配置步骤：（基于HAL库）
1：*定义GPIO结构体变量 *GPIO_InitTypeDef。
2：使能对应GPIO端口时钟
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE()
3：配置GPIO
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET); //配置初始化电平
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; //管脚选择
GPIO_InitStruct.Mode =GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //模式选择，推挽输出
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //输出速率
4：初始化该端口 HAL_GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct)
5：完成GPIO的初始化操作

stm32时钟

STM32的时钟是什么？
stm32的时钟是由内部或外部振荡器产生的“频率”，而被人们形象的称为“系统时钟”。最大为72MHz换成周期T为：1/72MHz≈13.9ns
为什么要用时钟？因为耗电量，stm32功能强大，所以为了解决这个问题，引入了“时钟概念”，即使用哪个外设就给哪个外设时钟（频率），不使用的就关掉（不震荡）。此做法大大降低了功耗，续航持久。

BH1750指令
在这里插入图片描述
时钟使能
开启GPIO的外部时钟使能（HAL库）

/* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

GPIO配置

/*Configure GPIO pin Output Level */   // 配置初始电平
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
/*Configure GPIO pins : PB0 PB1 */  //PB0  -- 模拟SDA， PB1  -- 模拟SCL
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1; 
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; 
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; 
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

开始信号程序
开始信号：当SCL为高期间，SDA由高到低的跳变

void BH1750_Start()
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, sda,GPIO_PIN_SET);                    //拉高数据线
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, scl,GPIO_PIN_SET);                   //À¸拉高时钟线
    delay_us(5);                 //延时
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, sda,GPIO_PIN_RESET);                    //产生下降沿
    delay_us(5);                 //延时
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, scl,GPIO_PIN_RESET);                    //拉低时钟线
}

发送应答信号

/**************************************
发送应答信号
入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
**************************************/
void BH1750_SendACK(int ack)
{
       GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;
 GPIO_InitStruct.Pin =GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;
 GPIO_InitStruct.Mode =GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
 GPIO_InitStruct.Speed =GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
 HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct); 
  
     	if(ack == 1)   //写应答信号
                     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,sda,GPIO_PIN_SET); 
              else if(ack == 0)
                     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,sda,GPIO_PIN_RESET);
              else
                       return;           
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,scl,GPIO_PIN_SET);      //拉高时钟线
    delay_us(5);      //延时
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,scl,GPIO_PIN_RESET);      //拉低时钟线
    delay_us(5);       //延时
}

接收应答信号

/**************************************
接收应答信号
**************************************/
int BH1750_RecvACK()
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;  /*这里一定要设成输入上拉，否则不能读出数据*/
    GPIO_InitStruct.Speed =GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    GPIO_InitStruct.Pin = sda;
    
    HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);     
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,scl,GPIO_PIN_SET);            //拉高时钟线
    delay_us(5);                //延时
         if(HAL_GPIO_ReadPin( GPIOB, sda ) == 1 )//读应答信号
              mcy = 1 ;  
         else
             mcy = 0 ;                              
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,scl,GPIO_PIN_RESET);                   //拉低时钟线
   delay_us(5);                 //延时
   GPIO_InitStruct.Mode =GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
   HAL_GPIO_Init( GPIOB,&GPIO_InitStruct );     
    return mcy;
}

向IIC总线发送一个字节数据

/**************************************
向IIC总线发送一个字节数据
**************************************/
void BH1750_SendByte(uchar dat)
{
   uchar i;
    for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
      {
                            if(0X80 & dat )
          HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,sda,GPIO_PIN_SET);
        else         
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, sda,GPIO_PIN_RESET);
                             dat <<= 1;
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,
scl,GPIO_PIN_SET);              //拉高时钟线
        delay_us(5);             //延时
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,
scl,GPIO_PIN_RESET);               //拉低时钟线
        delay_us(5);             //延时
      }
    BH1750_RecvACK();
}

从IIC总线读取一个字节数据

/**************************************
从IIC总线读取一个字节数据
**************************************/
uchar BH1750_RecvByte()
{
    uchar i;
    uchar dat = 0;
        uchar bit;
         
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;   /*这里一定要设成输入上拉，否则不能读出数据*/
   GPIO_InitStruct.Pin = sda;
   GPIO_InitStruct.Speed =GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
   HAL_GPIO_Init( GPIOB,&GPIO_InitStruct );
   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,sda,GPIO_PIN_SET);          //使能内部上拉,准备读取数据,
   
    for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
    {
        dat <<= 1;
       HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,scl,GPIO_PIN_SET);               //拉高时钟线
       delay_us(5);             //延时
        if( SET == HAL_GPIO_ReadPin( GPIOB, sda ) )
             bit = 0X01;
       	else
             bit = 0x00;  
             dat |= bit;             //读数据                      
       HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,scl,GPIO_PIN_RESET);                //拉低时钟线
       delay_us(5);             //延时
    }              
    GPIO_InitStruct.Mode= GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    HAL_GPIO_Init( GPIOB,&GPIO_InitStruct );
        return dat;
}

写入指令

//我们对BH1750发送命令的时候，是要先发送器件地址+写入位，然后发送指令
//读取数据的时候，需要先发送器件地址+读取位，然后连续读取2个字节

//写入指令
void Single_Write_BH1750(uchar REG_Address)//REG_Address是要写入的指令
{
	BH1750_Start();                  //起始信号
	BH1750_SendByte(SlaveAddress);  //发送设备地址+写信号
	BH1750_SendByte(REG_Address);   //写入指令,内部寄存器地址
	BH1750_Stop();                   //发送停止信号
}

读取指令

//读取指令，连续读出BH1750内部数据
void mread(void)
{    	 uchar i;      
 	 BH1750_Start();                          //起始信号
	 BH1750_SendByte(SlaveAddress+1);        
or (i=0; i<3; i++)                      //连续读取6个数据，存储到BUF里面
   {
	BUF[i] = BH1750_RecvByte();          //BUF[0]存储0x32地址中的数据
    if (i == 3)
    {
     	 BH1750_SendACK(1);                //最后一个数据需要回NOACK
    }
    else
    {    BH1750_SendACK(0);                //回应ACK
    }
    } 	 BH1750_Stop();                          //停止信号
 	 delay_ms(5);
}

BH1750初始化

//上例GPIO配置和本例一同位初始化
void Init_BH1750()
{
   Single_Write_BH1750(0x01);  
}

获取光照强度数据

float Value_GY30(void)
{
       Single_Write_BH1750(0x01);   // power on
       Single_Write_BH1750(0x10);   // H- resolution mode   
       delay_ms(800);            //延时180ms                    
       mread();       //连续读出数据，存储在BUF中
       dis_data=BUF[0];
       dis_data=(dis_data<<8)+BUF[1];//字节合成数据    
       Value_GY_30=(float)dis_data/1.2;
       return Value_GY_30;
}

标签：BH1750,HAL,PIN,通信协议,GPIOB,InitStruct,GPIO
来源： https://blog.csdn.net/qq_43279384/article/details/104903174