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IC光度傳感器模塊種類很多，我選擇一種比較常用的模塊（BH1750）做外設(shè)移植。BH1750的優(yōu)點如下：

1、支持標(biāo)準(zhǔn)快速模式的IIC通信

2、模塊IIC通信地址可以通過特定引腳的電平進行改變，在同一IIC總線下可以掛載兩個BH1750模塊

3、可捕獲光照強度范圍廣，范圍為1至65535lx

4、接近視覺靈敏度的光譜靈敏度特性

5、通過50Hz/60Hz除光噪音功能實現(xiàn)穩(wěn)定的測定

6、光源依懶性弱

7、最小誤差為±20%

8、受紅外影響很小

BH1750模塊如下圖所示

BH1750電氣參數(shù)

需要重點關(guān)注的是模塊電源電壓的額定值為4.5V，所以模塊的供電電壓最好用3.3V的電源供電，否則會影響模塊的使用壽命。

BH1750測量程序步驟

官方的技術(shù)文檔給出了各種模塊下測量的程序步驟，這對驅(qū)動的編寫很有用處。測量程序步驟如下圖所示

從圖中可以看出，BH1750模塊主要有兩種測量模塊，一種是一次測量，另外一種是連續(xù)測量。從測量模式的流程不難看出，一次測量模式主要應(yīng)用于間歇性定時測量，這樣可以節(jié)約模塊的電量損耗，尤其是模塊用在需要用電池供電的移動設(shè)備。但是一次測量模式帶來的缺點是測量時間會變長，因為每次都需要重新給模塊通電。對應(yīng)的連續(xù)測量模式主要應(yīng)用在對電量損耗影響可以忽略且需要實時獲取光照強度值的設(shè)備中，每次測量時間相對來說會比較短一點。

但是在測試過程中發(fā)現(xiàn)若發(fā)送的指令是一次測量的指令，讀取數(shù)據(jù)后還可以繼續(xù)讀取下一次測量的數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)是有效的。這一點和官方給的文檔有很大的差距，可能購買的模塊是改過的。這一點在大家使用過程中需要著重注意一下。

BH1750IIC設(shè)備地址

BH1750IIC的設(shè)備地址可以通過模塊引腳的ADDR邏輯電平值決定。對應(yīng)模塊的ADO引腳，如圖所示

手冊中也給出當(dāng)ADO（有些模塊的絲印是ADDR）接不同的邏輯電平時通信的時序?qū)嵗?，如下圖所示

從圖中可以看出當(dāng)ADO接邏輯低電平（GND）時，BH1750的IIC通信地址為0x23；當(dāng)ADO接邏輯高電平（VCC）時，BH1750的IIC通信地址為0x5c?？梢钥闯?x23和0x5c為七位二進制互為取反。且經(jīng)過自測發(fā)現(xiàn)ADO的高電平邏輯的電壓是可以接到5V上的，但是建議在接線的時候最好是接到和VCC保持一樣的電平值。若不使用BH1750的ADO修改IIC通信地址的功能需要將ADO接至高電平或低電平，不能懸空。ADO也可以接I/O口，通過I/O來控制BH1750的IIC通信地址，但是在一個完整的指令傳輸中，發(fā)送的地址要和ADO的控制邏輯要一致，否則會通信失敗。

BH1750支持的指令

BH1750支持多種不同分辨率的測量模式，可以支持1lx、0.5lx和4lx不同分辨率的測試模式。也支持通過指令控制模塊的供電狀態(tài)以及測量時間的改變（建議不要修改測量時間，否則會影響測量的準(zhǔn)確度，驅(qū)動也并未提供修改測量時間的接口函數(shù)，若有興趣深入學(xué)習(xí)的朋友可以根據(jù)提供的文檔進行嘗試）。具體支持的指令集如下表所示

需要注意的是表中的L模式的分辨率為41lx與英文文檔（4lx）的分辨率不一樣，是因為該表是從中文文檔截取的。BH1750的中文文檔也是多方查找才找到的資源，雖然有錯誤的地方，但是并不影響整體的閱讀。從測試流程可以得知測試模式有一次和連續(xù)的，從上圖中也可以進一步知道在一次和連續(xù)測試模式下根據(jù)分辨率的不同又有H、H2和L模式的區(qū)分。所以BH1750總共有6中測試模式，但是在實際測試過程中只有三種測試模式，因為一次的測試模式也可以連續(xù)讀取有效的數(shù)據(jù)。

BH1750驅(qū)動編寫

BH1750用的是IIC通信，所以可以復(fù)用上一篇AHT20外設(shè)移植時寫的IIC指令下發(fā)和數(shù)據(jù)讀取兩個函數(shù)，在此只復(fù)制過來，代碼很簡單，詳細的介紹可以看

AHT20外設(shè)移植帖子。

IIC寫指令函數(shù)定義為

IIC讀數(shù)據(jù)指令為

接下來是封裝BH1750指令的函數(shù)。首先是電源狀態(tài)控制函數(shù)，函數(shù)定義如下

參數(shù)_powerSta傳遞BH1750電源通電狀態(tài)控制指令，通電需要下發(fā)0x01，斷電需要下發(fā)0x00。參數(shù)枚舉類型定義如下

該函數(shù)在IIC初始化后會被調(diào)用一次，且參數(shù)為BH1750_POWAER_ON_CMD，用于給BH1750模塊的芯片發(fā)送供電指令。

然后是BH1750重置函數(shù)，函數(shù)定義如下

重置BH1750是下發(fā)指令BH1750_RESET_CMD，且BH1750_RESET_CMD為一個宏定義，定義如下

參數(shù)指令下發(fā)模式函數(shù)定義如下

參數(shù)_TestMode可以選擇下發(fā)的模式是什么，這樣通用性更強。

最后是獲取并計算光照強度數(shù)據(jù)。相關(guān)函數(shù)定義為

函數(shù)是先下發(fā)測試模式，這里我選擇的是連續(xù)H模式，通過BH1750.h文件中的宏定義決定測試模式是什么，宏定義如下

然后是延時180ms，等待芯片測量成功。不同的測量模式需要等待不同的測試時間，這里我已經(jīng)把所有可選的測量模式的等待時間全部列出來，通過模式的選擇確定需要等待多長時間。因為沒有狀態(tài)的讀取，所以直接獲取光照強度的數(shù)據(jù)。獲取后根據(jù)光照強度的計算公式進行轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果保存在參數(shù)指針_LuxVal中。

由于文檔沒有明確給出具體的轉(zhuǎn)換公式，所以只能從文檔中給出的列子中去推導(dǎo)出轉(zhuǎn)換公式。

從圖中可以看出，測量完畢后會收到16位（兩字節(jié)）的數(shù)據(jù)，且這兩字節(jié)的數(shù)據(jù)都是光照強度數(shù)值，沒有其他的數(shù)據(jù)，高位在前低位在后。代碼也是接收兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)（IIC_RecData(RecData, 2);）。圖中的測試模式高分辨率模式和一次低分辨率模式分別對應(yīng)H和L模式。通過計算公式可以推導(dǎo)出轉(zhuǎn)換公式為：光照強度數(shù)值（lx）=(（接收到的第一個字節(jié)數(shù)據(jù) << 8）+接收到的第二個字節(jié)數(shù)據(jù) )/1.2。其中也可以得出在L模式的測試下若收到的第二個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位為1的話，那么該數(shù)據(jù)或模式是有問題。因為L模式的分辨率為4lx，按照轉(zhuǎn)換公式的話，接收到的光照強度數(shù)據(jù)的第二個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位必須為0。除了有H和L模式外還有H2模式，再次通過文檔的例程可以繼續(xù)推導(dǎo)出H2模式的轉(zhuǎn)換公式。

從圖中可以看出H2模式的各位的權(quán)值。可以看出的是收到的第二個字節(jié)數(shù)據(jù)的最低位的權(quán)值為-1，與H和L模式的權(quán)值0不一樣。所以在轉(zhuǎn)換過程中可以列出兩種轉(zhuǎn)換公式。在驅(qū)動代碼中也是給出兩種轉(zhuǎn)換公式，也是根據(jù)BH1750.h文件中選擇的測試模式進行選擇轉(zhuǎn)換公式。

BH1750的初始化函數(shù)定義如下

先是初始化IIC，這次用的外設(shè)資源是IIC0。初始化完之后是調(diào)用模塊芯片供電函數(shù)，這個在前面已經(jīng)介紹過了，在此不做過多介紹。

在BH1750.c中有一個函數(shù)被注釋掉，該函數(shù)的功能是輪詢BH1750所有的測試模式，通過main函數(shù)的調(diào)用和數(shù)據(jù)的串口打印，可以對BH1750的各種測試模式進行輪詢測試，大家若有興趣可以將這段函數(shù)去掉注釋，然后在main函數(shù)進行調(diào)用且用串口打印光照強度數(shù)值。

函數(shù)BH1750_TestModePoll與光照強度讀取函數(shù)BH1750_ReadLightIntensity的區(qū)別是函數(shù)BH1750_TestModePoll會輪詢所有的測試模式并讀取數(shù)據(jù)，函數(shù)BH1750_ReadLightIntensity會根據(jù).h文件的模式選擇宏定義進行讀取，且若模式選擇的是一次測量模式，為了與文檔的測試流程一致所以先發(fā)送供電指令再發(fā)送測試模式設(shè)置，若把該步驟去掉模塊也可以正常工作。

在main函數(shù)中首先是調(diào)用BH1750的初始化代碼，然后是每隔1S讀取一下光強度值，將讀取到的數(shù)據(jù)通過串口調(diào)試接口打印出來。通過綠燈閃爍頻率為1S的方式告訴Ai-M61開發(fā)板在正常工作。main函數(shù)定義如下

BH1750驅(qū)動代碼驗證

按照如下的接線方式進行接線，我用的是外設(shè)IIC0的資源獲取BH1750采集到的的光強度數(shù)值，連接方式如下

將程序燒進開發(fā)板后按下復(fù)位按鍵便可通過串口查看模塊獲取到的光強度值。串口打印信息如下圖所示

BH1750模塊問題

BH1750模塊在寫驅(qū)動的時候最大的問題是中文文檔不好找，我也是在非常老的論壇上下載下來的，而且里面也有很多錯誤的地方，這些錯誤的地方也讓我走了很多彎路，浪費了很長的時間。至于其他的問題，大家可以參考我寫的問題匯總帖子。

BH1750驅(qū)動代碼

壓縮文件有BH1750的驅(qū)動代碼和BH1750中英文數(shù)據(jù)手冊各一份外還有BH1750通信過程中用Kingst金思特邏輯分析儀抓取的數(shù)據(jù)波形。若要看數(shù)據(jù)波形可以搜索Kingst金思特邏輯分析儀官網(wǎng)下載官方軟件，然后導(dǎo)入該文件就可以查看了。

審核編輯 黃宇