外設移植 Ai-WB2+BH1750 光照強度傳感器
以下作品由安信可社區用戶
WangChong制作
外設介紹
BH1750是一種基于光電二極管的數字光強傳感器，能夠測量環境中的光照強度，并將其轉換為數字信號。它采用 I2C 接口進行通信，適合用于光強度檢測的各種應用，如自動調節顯示屏亮度、光線感應開關等。
外設規格參數
工作電壓: 2.4V 至 3.6V
測量范圍: 1 至 65535 lux
分辨率:
高分辨率模式（1 lx）
低分辨率模式（4 lx）
通信接口: I2C
I2C 地址: 0x23（默認），0x5C（可選） 根據 Address 是否接拉低或者拉高進行選擇
測量時間:
高分辨率模式: 120ms - 180ms
低分辨率模式: 16ms - 24 ms
待機模式: 0.1 μA（典型值）
功耗:
測量模式: 0.12 mA（典型值）
移植過程
BH1750 數據手冊：https://www.mouser.com/datasheet/2/348/bh1750fvi-e-186247.pdf
根據數據手冊得知， BH1750 是使用的 I2C 通信，同時我們使用的是 WB2，因此我們需要根據原理圖確認 WB2 的 I2C 接口 PIN。
由于使用的是 WB2-12F 的開發板，所以可以在安信可社區 WB2 專題下找到對應的原理圖，同時根據博流官方 GPIO 的功能復用，可以找到哪些 PIN 支持 I2C。
https://dev.bouffalolab.com/media/doc/602/open/datasheet/zh/html/content/Pindefinition.html
在 SDK 下的 application/iot-solution/demo_bh1750 下已經提供了一個完整的實現。我們來嘗試將 I2C 配置中的 PIN3（SDA）改成 PIN17 （SDA）。同時將 WB2-12F devkit 的 12 號 PIN 和 17 號 PIN 分別接到 BH1750 的 SCL 和 SDA 上進行燒錄測試。
燒錄驗證
此時可以通過串口助手已經可以正確的查看到 WB2-12F 正確的讀取了 BH1750 的光照強度。
代碼解讀
#include
#include
#include
#include
#include
#include
// BH1750 的默認 I2C 地址
#define BH1750_DEFAULT_ADDR BH1750_ADDR_L
#define BH1750_ADDR_H 0x5c // BH1750 高地址
#define BH1750_ADDR_L 0x23 // BH1750 低地址
// BH1750 的各種操作命令
#define BH1750_POWER_DOWN 0x00 // 斷電命令
#define BH1750_POWER_ON 0x01 // 開機命令
#define BH1750_RESET 0x07 // 重置命令
#define BH1750_CONTINUOUS_H_MODE 0x10 // 高分辨率模式，持續測量
#define BH1750_CONTINUOUS_H_MODE2 0x11 // 高分辨率模式2，持續測量
#define BH1750_CONTINUOUS_L_MODE 0x13 // 低分辨率模式，持續測量
#define BH1750_ONETIME_H_MODE 0x20 // 高分辨率模式，一次性測量
#define BH1750_ONETIME_H_MODE2 0x21 // 高分辨率模式2，一次性測量
#define BH1750_ONETIME_L_MODE 0x23 // 低分辨率模式，一次性測量
int main(void)
{
// 定義并初始化 I2C 設備 i2c0
static hosal_i2c_dev_t i2c0 = {
.config = {
.address_width = HOSAL_I2C_ADDRESS_WIDTH_7BIT, // 7位地址模式
.freq = 100000, // I2C 通信頻率為 100kHz
.mode = HOSAL_I2C_MODE_MASTER, // I2C 主機模式
.scl = 12, // 時鐘引腳 GPIO 12
.sda = 17, // 數據引腳 GPIO 17
},
.port = 0, // I2C 端口號
};
// 初始化 I2C 接口
hosal_i2c_init(&i2c0);
for (;;) {
uint8_t buffer[2]; // 用于接收光照強度數據的緩沖區
uint8_t cmd = BH1750_ONETIME_H_MODE; // 設置 BH1750 的測量模式為高分辨率一次性測量
hosal_i2c_master_send(&i2c0, BH1750_DEFAULT_ADDR, &cmd, 1, HOSAL_WAIT_FOREVER); // 發送測量命令到 BH1750
// 接收來自 BH1750 的測量結果（2字節）
int ret = hosal_i2c_master_recv(&i2c0, BH1750_DEFAULT_ADDR, buffer, 2, 100);
if (ret) {
// 如果接收超時，重新發送上電命令并記錄錯誤日志
cmd = BH1750_POWER_ON;
hosal_i2c_master_send(&i2c0, BH1750_DEFAULT_ADDR, &cmd, 1, 100);
blog_error("i2c timeoutrn");
} else {
// 將接收到的兩個字節數據合并為一個16位整數
uint16_t result = buffer[0];
result <<= 8; // 左移8位，放置高8位
result |= buffer[1]; // 組合低8位
// 將測量值轉換為光照強度(lux)
float luxlevel = result;
result /= 1.2f;
// 輸出光照強度日志
blog_info("lux level: %.02frn", luxlevel);
}
// 任務延時 1000 毫秒，即每隔 1 秒執行一次測量
vTaskDelay(portTICK_RATE_MS * 1000);
}
return 0;
}
庫函數
讓我們簡單的對上面的庫函數進行一下整理
bh1750.c
#include "bh1750.h"
#include
#include
#include
static hosal_i2c_dev_t i2c0 = {
.config = {
.address_width = HOSAL_I2C_ADDRESS_WIDTH_7BIT,
.freq = 100000,
.mode = HOSAL_I2C_MODE_MASTER,
.scl = 12,
.sda = 17,
},
.port = 0,
};
void bh1750_init()
{
blog_info("Initializing I2C...n");
hosal_i2c_init(&i2c0);
}
void read_bh1750(void *args)
{
for (;;)
{
uint8_t buffer[2];
uint8_t cmd = BH1750_ONETIME_H_MODE;
int ret;
blog_info("Sending command to BH1750...n");
ret = hosal_i2c_master_send(&i2c0, BH1750_DEFAULT_ADDR, &cmd, 1, HOSAL_WAIT_FOREVER);
if (ret != 0)
{
blog_error("I2C send failed with error: %dn", ret);
continue;
}
blog_info("Receiving data from BH1750...n");
ret = hosal_i2c_master_recv(&i2c0, BH1750_DEFAULT_ADDR, buffer, 2, 100);
if (ret != 0)
{
cmd = BH1750_POWER_ON;
hosal_i2c_master_send(&i2c0, BH1750_DEFAULT_ADDR, &cmd, 1, 100);
blog_error("I2C receive failed with error: %dn", ret);
}
else
{
uint16_t result = (buffer[0] << 8) | buffer[1];
float luxlevel = result / 1.2f;
blog_info("Lux level: %.02fn", luxlevel);
}
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 使用宏將毫秒轉換為FreeRTOS時間單位
}
}
bh1750.h
#ifndef BH1750_H
#define BH1750_H
#include
// BH1750 的默認 I2C 地址
#define BH1750_DEFAULT_ADDR BH1750_ADDR_L
#define BH1750_ADDR_H 0x5c // BH1750 高地址
#define BH1750_ADDR_L 0x23 // BH1750 低地址
// BH1750 的各種操作命令
#define BH1750_POWER_DOWN 0x00 // 斷電命令
#define BH1750_POWER_ON 0x01 // 開機命令
#define BH1750_RESET 0x07 // 重置命令
#define BH1750_CONTINUOUS_H_MODE 0x10 // 高分辨率模式，持續測量
#define BH1750_CONTINUOUS_H_MODE2 0x11 // 高分辨率模式2，持續測量
#define BH1750_CONTINUOUS_L_MODE 0x13 // 低分辨率模式，持續測量
#define BH1750_ONETIME_H_MODE 0x20 // 高分辨率模式，一次性測量
#define BH1750_ONETIME_H_MODE2 0x21 // 高分辨率模式2，一次性測量
#define BH1750_ONETIME_L_MODE 0x23 // 低分辨率模式，一次性測量
// 函數聲明
void bh1750_init();
void read_bh1750(void *args);
#endif // BH1750_H
main.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "bh1750.h"
int main(void)
{
bh1750_init();
xTaskCreate(read_bh1750, "BH1750 Task", 4096, NULL, 10, NULL);
return 0;
}
注意事項
切記，不要在主函數中開啟任務的調度器，主函數在其他地方使用 extern 引用了，相當于一個中轉的中間方法，可以用于初始化 task。
附上后續的驗證過程：
驗證過程
1. 編譯代碼
上述帖子中已經貼出來了完整的工程代碼。直接將其拷貝到 sdk 目錄，為了與 sdk 中的代碼沖突，將驗證工程目錄改名為 demo_bh17501。
進入到目錄中進行編譯：
很快就可以看到編譯成功。
2. 代碼燒錄
燒錄完成：
3. 測試驗證
打開串口工具：
可以看到傳感器的數據有輸出了。實際測試用不同強度的光線照射得到的 lux 是和預期相符的。
至此，驗證通過。
審核編輯 黃宇
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