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「超級(jí)干貨」STM32CubeMX學(xué)習(xí)教程之硬件I2C讀取光照度

發(fā)布人:智能物聯(lián)研習(xí)社 時(shí)間:2021-09-29 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章

使用STM32 HAL庫(kù)讀寫(xiě)環(huán)境光照度傳感器(BH1750)

本文將教大家如何快速使用STM32HAL庫(kù)讀取光照度數(shù)據(jù)。


實(shí)現(xiàn)功能:通過(guò)App實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光照度數(shù)據(jù)。


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一.使用STM32CubeMX創(chuàng)建一個(gè)新工程

1.如下圖創(chuàng)建一個(gè)新工程:

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2.如下圖選擇自己現(xiàn)有的STM32開(kāi)發(fā)板進(jìn)行開(kāi)發(fā):

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3.配置時(shí)鐘源


如果選擇使用外部高速時(shí)鐘(HSE),則需要在System Core中配置RCC;


如果使用默認(rèn)內(nèi)部時(shí)鐘(HSI),這一步可以略過(guò);


下面工程我使用的是內(nèi)部時(shí)鐘,因此這一步是不需要的。

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4.配置串口


NUCLEO-L476RG板載ST-Link并且虛擬了一個(gè)串口,原理圖如下:

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使PC的串口與USART2之間連接。(打印日志口,同時(shí)也作為程序下載口)


接下來(lái)開(kāi)始如下圖配置USART2:



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使用串口1和涂鴉模組WB3S通信(單片機(jī)和WB3S串口通信,采用透?jìng)鞯哪J剑?,串?配置如下圖所示:


image-20210828115749857image-20210828120005508




5.配置IIC口


為了采集光照度數(shù)據(jù)(BH1750),單片機(jī)采用I2C協(xié)議和光照度模塊進(jìn)行通信,采用I2C1,配置如下圖所示:

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6.配置時(shí)鐘樹(shù)


STM32L4的最高主頻到80M,所以配置PLL,最后使HCLK=80Mhz即可:


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7.生產(chǎn)工程設(shè)置


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8.代碼生成設(shè)置


最后設(shè)置生成獨(dú)立的初始化文件:


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9.生成代碼


點(diǎn)擊GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程如下:

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10.用KEIL5打開(kāi)生成的代碼,然后開(kāi)始添加自己要實(shí)現(xiàn)的功能函數(shù)。


二.BH1750驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

1.硬件設(shè)計(jì)

BH1750 照度檢測(cè)模塊搭載一個(gè)BH1750FVI,BH1750FVI是兩線式串行總線接口(IIC)的16位數(shù)字輸出型環(huán)境光強(qiáng)度傳感器,利用它的高分辨率可以探測(cè)較大范圍內(nèi)的光照強(qiáng)度變化(1lx - 65535lx)。


BH1750的實(shí)物圖如下:


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BH1750的原理圖如下:

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管腳介紹


名稱VCCGNDSCLSDAADDR

功能描述3~5V供電參考地IIC時(shí)鐘線IIC數(shù)據(jù)線地址線

2.軟件設(shè)計(jì)

參考BH1750FVI數(shù)據(jù)手冊(cè)進(jìn)行編程。


BH1750的器件地址由ADDR端口的高低電平?jīng)Q定。

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驅(qū)動(dòng)程序底層使用 HAL 庫(kù)的 IIC 初始化文件,包含如下頭文件:


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發(fā)送命令的函數(shù)如下:

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接收光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)的函數(shù)如下:

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根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出的公式,編寫(xiě)將從BH1750讀出的兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)強(qiáng)度值的函數(shù)(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)):



驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)完成之后就可以開(kāi)始進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)功能的設(shè)計(jì)了。


三.平臺(tái)產(chǎn)品創(chuàng)建

??進(jìn)入涂鴉智能IoT平臺(tái)點(diǎn)擊“創(chuàng)建產(chǎn)品”(點(diǎn)擊以下鏈接)。這里不用糾結(jié)產(chǎn)品品類的選擇,重點(diǎn)是為了拿到MCU-SDK文件,實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)具體的產(chǎn)品修改sdk內(nèi)部的pid即可適配自己的產(chǎn)品。


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例如:點(diǎn)擊創(chuàng)建產(chǎn)品,選擇標(biāo)準(zhǔn)類目>電工>開(kāi)關(guān)。

(當(dāng)時(shí)為了測(cè)試用,所以選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)類目,也可以在平臺(tái)上選擇其它品類去創(chuàng)建也是可以的)



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選擇自定義方案,輸入產(chǎn)品名稱,選擇通訊協(xié)議為WIFI+藍(lán)牙,點(diǎn)擊創(chuàng)建產(chǎn)品。


根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的設(shè)備功能,創(chuàng)建好DP功能點(diǎn)。

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創(chuàng)建好DP點(diǎn)之后,點(diǎn)擊設(shè)備面板,選擇自由配置面板,方便開(kāi)發(fā)調(diào)試,也可以選擇其它的面板。

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面板創(chuàng)建好之后,點(diǎn)擊硬件開(kāi)發(fā),對(duì)接方式選擇“涂鴉標(biāo)準(zhǔn)模組MCU SDK開(kāi)發(fā)”,模組選擇WB3S Wi-Fi&Bluetooth模組(在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中可選擇手上已有的涂鴉模組即可),固件選擇通用固件。


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四.MCU SDK移植

平臺(tái)產(chǎn)品創(chuàng)建完之后,我們會(huì)獲取到一個(gè)MCU SDK包,之后就可以快速移植到MCU了。

在解壓后的文件夾中找到mcu_sdk相關(guān)源文件和頭文件,全部拷貝到我們創(chuàng)建好的工程模板里的MCU_SDK文件夾里;打開(kāi)上面創(chuàng)建好的工程,將mcu_sdk的源文件添加進(jìn)對(duì)應(yīng)組里,同時(shí)添加include paths:

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點(diǎn)擊編譯,會(huì)崩出幾個(gè)error,接下來(lái)就需要按照出error的地方注釋提示一步步修改代碼。


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uart_receive_input()為串口接收數(shù)據(jù)處理接口,只需將它放進(jìn)串口中斷即可,這里我們以串口1作為與模組通訊串口,調(diào)試中把串口2作為日志口,首先在main函數(shù)中添加串口1和串口2初始化代碼,并使能接收中斷(接收使能中斷已在串口初始化函數(shù)中體現(xiàn)):



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然后在stm32l4xx_it.c文件中添加中斷處理函數(shù),然后包含 mcu_api.h文件并將uart_receive_input()接口添加進(jìn)去,添加完成后,刪除error注釋即可:



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再來(lái)看下一個(gè)errror,由于我們上一步已經(jīng)通過(guò)中斷接收的形式實(shí)現(xiàn)了串口數(shù)據(jù)接收處理了,這個(gè)多字節(jié)處理我們可以不用,直接把error注釋刪除即可。

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下一個(gè)errror:


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按照提示將該接口放在main函數(shù)的while循環(huán)內(nèi)即可,別忘了在 main.c 中包含 wifi.h 頭文件。


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再來(lái)看下一個(gè)error:


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同樣的,按照提示將該函數(shù)放到main函數(shù)開(kāi)頭部分即可。


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然后是串口發(fā)送相關(guān):

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這里只需實(shí)現(xiàn)串口1的數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)然后放進(jìn)去即可。使用STM32 HAL庫(kù)里面的串口單字節(jié)發(fā)送函數(shù),以阻塞方式發(fā)送數(shù)據(jù)量,添加代碼如下:



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然后是DP數(shù)據(jù)點(diǎn)上報(bào)相關(guān)的:

這里我們可以直接注釋掉error提示,在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中再實(shí)現(xiàn)該功能即可。


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以下在主函數(shù)里面,添加光照度上報(bào)的數(shù)據(jù)。這里可以改成自己想要上報(bào)傳感器的數(shù)據(jù)。


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最后是產(chǎn)測(cè)相關(guān)的:



一般開(kāi)發(fā)者不涉及生產(chǎn)測(cè)試的話直接刪除注釋不用管就行。


下圖這個(gè)紅色標(biāo)出的函數(shù)是進(jìn)行配網(wǎng)的,通過(guò)NUCLEO-L476開(kāi)發(fā)板上的用戶按鍵進(jìn)行配網(wǎng)連接。


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修改完上述幾處地方后,再次編譯,顯示error全部消除,至此涂鴉MCU SDK就已移植完畢,后續(xù)可使用涂鴉模組調(diào)試助手進(jìn)行測(cè)試。涂鴉模組調(diào)試助手的使用方法可參考調(diào)試助手文檔。


五.實(shí)驗(yàn)樣機(jī)測(cè)試展示

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通過(guò)之前配置好的面板,通過(guò)涂鴉智能APP進(jìn)行配網(wǎng)實(shí)時(shí)采集光照度傳感器的數(shù)據(jù)。

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關(guān)鍵詞: 嵌入式 工程師 STM32

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