BH1750光照传感器超详细攻略(从原理到代码讲解，看完你就懂了)

//IIC的驱动程序没必要自己去写，能够看懂每一个函数的作用，知道IIC的通讯过程即可，我这里用的是正点原子的例程
//IIC通讯最基本的几个函数是：起始信号，结束信号，发送应答(或不应答)，发送1个字节数据，接收1个字节数据
//这些我前面都有讲到，如果你前面看懂了，将上面OPT3001的时序图和这个程序结合起来看你就很容易想明白

//闲话（可以跳过）：这一份程序是以前大学做项目的时候写的，其实大部分都是抄的，当时对程序的理解也是一知半解
//现在回头看，发现这个程序的兼容性很差
//虽然在这个工程上面运行是没有问题的，但是如果移植到别的工程或者用别的单片机，需要改动的地方就很多了
//比如引脚的拉高拉低，这里是直接写“SDA=1;”，但是这个SDA的定义是在正点原子自己写的一个库里面的
//如果你用别的工程，没有把这个库加进来，那么这个定义就不成立了
//最好的写法我觉得是分成两个定义SDA_High和SDA_Low
//然后在头文件声明#define SDA_High GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0) 
//#define SDA_GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0) 
//这样写的好处是如果要移植，只需要把 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0) 这部分换掉就行了
//比如用51，我们就可以把GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)换成P1_0=1
//同样的IIC通讯的延时函数delay_us，这里用的是定时器，也是要用到正点原子的库delay.c
//其实这里我觉得可以用for函数延时，因为延时的时间比较短，也不需要很精确
//如果换了一个单片机，晶振频率不同，只需要改一下for函数延时的次数
//然后用示波器量一下这个时间，确保是在正常通讯的时间范围内即可

/***起始信号***/
void BH1750_Start()
{ 
   
  SDA=1;                    //拉高数据线
  SCL=1;                   //拉高时钟线
  delay_us(5);                 //延时
  GPIO_ResetBits(bh1750_PORT, sda);                    //产生下降沿
  delay_us(5);                 //延时
  GPIO_ResetBits(bh1750_PORT, scl);                    //拉低时钟线
}

/*****停止信号******/
void BH1750_Stop()
{ 
   
    SDA=0;                   //拉低数据线
    SCL=1;                      //拉高时钟线
    delay_us(5);                 //延时
    GPIO_SetBits(bh1750_PORT, sda);                    //产生上升沿
    delay_us(5);                 //延时
}

/************************************** 发送应答信号 入口参数:ack (0:ACK 1:NAK) **************************************/
void BH1750_SendACK(int ack)
{ 
   
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = sda;
  GPIO_Init(bh1750_PORT, &GPIO_InitStruct);  
	
	if(ack == 1)   //写应答信号
		SDA=1; 
	else if(ack == 0)
		SDA=0; 
	else
		return;			
  SCL=1;     //拉高时钟线
  delay_us(5);                 //延时
  SCL=0;      //拉低时钟线
  delay_us(5);                //延时
}

/************************************** 接收应答信号 **************************************/
int BH1750_RecvACK()
{ 
   
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;  /*这里一定要设成输入上拉，否则不能读出数据*/
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=sda;
  GPIO_Init(bh1750_PORT,&GPIO_InitStruct);
	
  SCL=1;            //拉高时钟线
  delay_us(5);               //延时 
  if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,sda)==1)//读应答信号
    mcy = 1 ;  
  else
    mcy = 0 ;				
  SCL=0;                    //拉低时钟线
  delay_us(5);                 //延时
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(bh1750_PORT,&GPIO_InitStruct);
  return mcy;
}

/************************************** 向IIC总线发送一个字节数据 **************************************/
void BH1750_SendByte(uchar dat)//dat是要发送的一个字节的数据
{ 
   
  uchar i;
  for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
  { 
   
	if( 0X80 & dat )         	//如果要发送的是1
      GPIO_SetBits(bh1750_PORT,sda);
    else                        //如果要发送的是0 
      GPIO_ResetBits(bh1750_PORT,sda);
	dat <<= 1;      //for循环每执行一次，要发送的数据左移1位，循环8次就把一个字节的数据发送出去了
    SCL=1;               //拉高时钟线
    delay_us(5);             //延时
    SCL=0;                //拉低时钟线
    delay_us(5);            //延时
  }
  BH1750_RecvACK();
}

/************************************** 在IIC总线接收一个字节数据 **************************************/
uchar BH1750_RecvByte()
{ 
   
  uchar i;
  uchar dat = 0;  //dat是存放接收到的一个字节的数据
  uchar bit;
	
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;   /*这里一定要设成输入上拉，否则不能读出数据*/
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = sda;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(bh1750_PORT,&GPIO_InitStruct );
	
  GPIO_SetBits(bh1750_PORT,sda);          //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;       //循环8次，每次接收一个位，8次之后完成一个字节数据的接收
    SCL=1;               //拉高时钟线
    delay_us(5);             //延时
			
	if( SET == GPIO_ReadInputDataBit(bh1750_PORT,sda))//读取SDA引脚的电平，如果是高电平，就是传输“1”
      bit = 0X01;
    else                     //电平传输的是“0”
      bit = 0x00;  
	dat |= bit;           //读数据 
	SCL=0;                //拉低时钟线
    delay_us(5);          //延时
  }		
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(bh1750_PORT, &GPIO_InitStruct );
  return dat;
}

//上面讲了IIC的几个基本的函数，包括了发送1字节和接收1字节
//但是和BH1750通讯，不仅仅是发送1个字节或者接收1个字节那么简单
//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
//如果我上面说的你都懂了，那么你就可以去看代码了，如果能跟时序图一一对应上，你就理解代码了

//另外，如果你用的不是BH1750，而是别的IIC通讯的芯片，这两个函数的写法可能也是不同的
//比如OPT3001，发送命令的时候不仅发发送命令数据还需要发送寄存器地址，所以一般函数定义的时候就要定义两个变量
//又或者一些命令是两个字节的，那么你定义的变量类型就需要注意了，函数里面也需要多发送一个字节数据
//这里不理解也无所谓，不影响学习BH1750的驱动，以后你做项目用到了别的芯片你可能就突然理解了

//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
  BH1750_Stop();                   //发送停止信号
}

//读取指令
void mread(void)
{ 
      
  uchar i;	
  BH1750_Start();                          //起始信号
  BH1750_SendByte(SlaveAddress+1);         //发送设备地址+读信号

  //注意：这里的for函数的i<2和下面的if函数的i==2，我发现以前的工程写的居然是3
  //这里其实我们只需要读取2个字节就行了，后面的合成数据也是只用了BUF的前2个字节
  //工程文件我没改，这个驱动程序以前也用在了多个项目上，读取3个字节肯定是也可以正常运行的
  //但是我觉得还是改成2比较好，你们可以测试一下改成2有没有问题，测试之后一定要告诉我结果，谢谢!!
  for (i=0; i<2; i++)                      //连续读取2个数据，存储到BUF里面
  { 
   
    BUF[i] = BH1750_RecvByte();          //BUF[0]存储高8位，BUF[1]存储低8位
    if (i == 1)
    { 
   
      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);
}

//初始化BH1750，根据需要请参考pdf进行修改****
void Init_BH1750()
{ 
   
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  /*开启GPIOB的外设时钟*/ 
  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); 
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = sda | scl ;
  GPIO_Init(bh1750_PORT,&GPIO_InitStruct); 
	
  Single_Write_BH1750(0x01);  
  delay_ms(180);            //延时180ms
}

float read_BH1750(void)
{ 
   
  int dis_data;                       //变量 
  float temp1;
  float temp2;
  Single_Write_BH1750(0x01);   //发送上电命令(0x01)
  Single_Write_BH1750(0x10);   //发送高分辨率连续测量命令(0x10)
  delay_ms(200); //等待测量结束，其实延时180ms就行了，延时200ms只是预留多一点时间，保证通讯万无一失
  mread();       //连续读出数据，存储在BUF中
  dis_data=BUF[0];
  dis_data=(dis_data<<8)+BUF[1]; //2个字节合成数据 
  temp1=dis_data/1.2;//计算光照度
  temp2=10*dis_data/1.2;//把光照度放大10倍，目的是把小数点后一位数据也提取出来 
  temp2=(int)temp2%10;//求余得到小数点后一位
  OLED_ShowString(87,2,".",12); //OLED显示小数点
  OLED_ShowNum(94,2,temp2,1,12);//OLED显示小数 
  return temp1;//返回整数部分
}
//这里写的程序还是有点乱的，小数部分直接在read_BH1750()显示，整数部分返回，在main()函数调用的时候显示
//这...其实最好是要么都在这个函数显示，要么把temp1和temp2改成全局变量，然后都在main函数显示
//这个变量的名字也是[捂脸]，算了算了，往事不堪回首。要吐槽的地方有点多，也没时间去一一改了
//不过其实也不影响你们学IIC通讯的编程方式，就这样吧

int main(void)
{ 
    
  float light;
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
  delay_init();	    	 //延时函数初始化 
  uart_init(9600);	 	//串口初始化为9600
  LED_Init();				//初始化与LED连接的硬件接口
  Init_BH1750();       //初始化BH1750
  OLED_Init();     //初始化OLED
  OLED_Clear();     //清屏
	
  while(1)
  { 
   
    	light=read_BH1750();  //读取BH1750的光强数据
		OLED_ShowString(0,2,"light:",12);  //显示光照强度
		OLED_ShowNum(48,2,light,6,12);	//显示光照度
		OLED_ShowString(110,2,"lx",12); //显示“lx”
		if(light<100)//光照度小于100lx，点亮LED灯
		{ 
   
			LED1=0;
			OLED_ShowString(38,5,"LED-ON ",12);
		}
		else
		{ 
   
			LED1=1;
			OLED_ShowString(38,5,"LED-OFF",12);
		}
  }		
}