STM32讀取BH1750光照強度數(shù)據(jù)打印到串口

【1】BH1750是什么？

BH1750是一種數(shù)字式環(huán)境光強度傳感器（Digital Light Sensor），也稱為其他名稱，例如GY-302傳感器、BH1750FVI傳感器等。它的工作原理是通過收集光線照射到傳感器上的量來測量環(huán)境亮度。

使用I2C（Inter-Integrated Circuit）接口，BH1750可以輕松地接入到各種嵌入式系統(tǒng)中，并提供實時的環(huán)境光強度數(shù)據(jù)。其度量范圍是1-65535 lux，測量精度可以達(dá)到每個范圍16位，使其成為許多應(yīng)用中的理想選擇。例如，自動照明控制、日光燈節(jié)能控制、智能家居、汽車照明系統(tǒng)和攝影中的曝光控制等等。

BH1750還有一些其他優(yōu)點。例如，其本身具有非常低的功率消耗（例如小于1μA），這意味著它可以輕松地集成在嵌入式系統(tǒng)中，并且非常適用于電池供電的系統(tǒng)。并且它是一種數(shù)字式光強度傳感器，相比于模擬式光強度傳感器，它的抗干擾性能更好，并且可以一次完成多種測量，例如高分辨率的光強測量、低光強測量等。

【2】什么是IIC協(xié)議？

IIC（Inter-Integrated Circuit）協(xié)議也稱為I2C協(xié)議，是一種串行通信協(xié)議，由Philips公司（現(xiàn)在的NXP公司）于1980年代初期開發(fā)。它是一種雙向、兩線式的串行通信協(xié)議，通常被用于板間通信以及嵌入式系統(tǒng)中的設(shè)備之間的通信。

IIC協(xié)議由兩根線構(gòu)成：數(shù)據(jù)線（SDA）和時鐘線（SCL）。SDA線負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，而SCL線則負(fù)責(zé)傳輸時鐘信號。在IIC總線上，多個設(shè)備可以連接到同一根時鐘線和數(shù)據(jù)線上，通過設(shè)置每個設(shè)備的唯一地址來進(jìn)行通信。IIC協(xié)議支持多主機和多從機的通信，也支持多種通信速率（通常為100kHz或400kHz）。

IIC協(xié)議是一種簡單易用的通信協(xié)議，因此被廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)和電子設(shè)備中，例如SMBus、PMbus、I2C EEPROM、I2C LCD、I2C ADC、I2C DAC、I2C RTC等等。

【2】STM32讀取BH1750數(shù)據(jù)

下面是使用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)STM32F103C8T6讀取BH1750光照強度數(shù)據(jù)并打印到串口的代碼：

#include "main.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "stdio.h"

#define BH1750_ADDRESS 0x23 //BH1750地址

I2C_HandleTypeDef hi2c1;  //IIC外設(shè)句柄

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  MX_I2C1_Init();

  uint8_t buf[2];
  uint16_t value = 0;

  //初始化BH1750
  buf[0] = 0x01; //使用高分辨率模式
  HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, BH1750_ADDRESS << 1, buf, 1, 100);
  HAL_Delay(100);

  while (1)
  {
    //讀取光照強度數(shù)據(jù)
    buf[0] = 0x00; //高8位
    HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, BH1750_ADDRESS << 1, buf, 1, 100);
    HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, BH1750_ADDRESS << 1, buf, 2, 100);

    value = (buf[0] << 8) | buf[1];
    value = value/1.2; //單位轉(zhuǎn)換，參考BH1750手冊
    printf("Light intensity: %d luxn", value);
    
    HAL_Delay(1000);
  }
}

void SystemClock_Config(void) 
{
	RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
	RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
	RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
	RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
	RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
	if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) 
	{
		Error_Handler();
	}
	RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC
	static void MX_GPIO_Init(void) 
	{
		GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
		__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
		/*Configure GPIO pin Output Level */
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
		/*Configure GPIO pin : PA1 */
		GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
		GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
		GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
		HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
	}
	static void MX_I2C1_Init(void) 
	{
		hi2c1.Instance = I2C1;
		hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;
		hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
		hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
		hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
		hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
		hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
		hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
		hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
		if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK) 
		{
			Error_Handler();
		}
	}
	void MX_USART1_UART_Init(void) 
	{
		huart1.Instance = USART1;
		huart1.Init.BaudRate = 115200;
		huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
		huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
		huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
		huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
		huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
		huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
		if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) 
		{
			Error_Handler();
		}
	}
	void Error_Handler(void) 
	{
		__disable_irq();
		while (1) 
		{
		}
	}

在代碼中，使用HAL庫函數(shù)初始化了I2C接口和USART串口，同時使用了STM32提供的延時庫函數(shù)HAL_Delay()。在主函數(shù)中，首先定義了一個緩沖區(qū)buf[2]和一個變量value，緩沖區(qū)buf[2]用于存儲從BH1750讀取的光照強度數(shù)據(jù)。變量value用于存儲經(jīng)過單位轉(zhuǎn)換后的光照強度值。

接著，使用HAL_I2C_Master_Transmit()函數(shù)向BH1750傳輸一個命令，以初始化BH1750。在這里，將BH1750設(shè)置為使用高分辨率模式，以獲得更高的測量精度。緊接著，使用HAL_Delay()函數(shù)延時100毫秒，以確保BH1750設(shè)備初始化成功。

然后，在while循環(huán)中，使用HAL_I2C_Master_Transmit()和HAL_I2C_Master_Receive()函數(shù)從BH1750讀取光照強度數(shù)據(jù)。讀取的光照強度值存儲在緩沖區(qū)buf[2]中，并進(jìn)行了單位轉(zhuǎn)換，最后通過printf()函數(shù)打印到串口。

在此示例中，使用了printf()函數(shù)將光照強度值打印到串口，因此需要在調(diào)試器中打開串口窗口才能看到打印的數(shù)據(jù)。

為了使代碼正常工作，應(yīng)在stm32f1xx_hal_conf.h頭文件中將USE_HAL_DRIVER宏定義設(shè)置為1。