GY-302 数字光照传感器光照模块驱动-电源网

光照传感器在生活中应用很广泛，比如根据光线自动控制路灯的开关、自动窗帘根据光线进行调整、根据光线调节屏幕背光等等；光照强度的测量我们可以选用光敏电阻、光敏二极管或者类似本文这样的数字光照传感器。

下图中所示即为GY-302（BH1750FVI ）光照传感器，他们除了封装不一样以外，驱动方法是一样的。

模块参数

采用ROHM原装BH1750FVI芯片
供电电源：3-5V
传感器内置16bitAD转换器，光照度范围：0-65535 Lx
结果直接数字输出，省略繁杂的计算，省略标定
标准NXP IIC通信协议
模块内部包含通信电平转换，与5V单片机IO直接连接
不区分环境光源，接近于视觉灵敏度的分光特性，可对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定

光源在单位时间、向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量。用Φ表示，单位为流明(Lm)。单位面积上接受的光通量称为照度，用E表示，单位勒克司(Lx) 。E=Φ/S ，其中Φ－光通量(Lm)， S－受照面积(㎡) 。1勒克司=1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度。

硬件原理图

因为我们选用的是模拟IIC的方式与GY-302模块通信，所以我们随意选择两个GPIO即可。

ADDR引脚为地址选择引脚，当ADDR引脚接地时，即R35电阻未焊接、R36选择10K电阻，此时地址为0x46（0b0100 0110）；当ADDR引脚通过R35的10K电阻上拉至3.3V，R36未焊接时，地址为0xB8（0b1011 1000）。

本文实例中，我们选择ADDR接地。

时序图分析

对于I2C总线驱动的模块，都要实现I2C的起始信号、停止信号、发送应答三个函数。

起始信号

void BH1750_Start()
{
 IIC_OUTPUT_MODE_SET();
 IIC_SDA_OUT = 1; 
 IIC_SCL = 1; 
 delay_us(5); 
 IIC_SDA_OUT = 0;
 delay_us(5); 
 IIC_SCL = 0;
}

停止信号

void BH1750_Stop()
{
 IIC_OUTPUT_MODE_SET();
 IIC_SDA_OUT = 0;
 IIC_SCL = 1;
 delay_us(5);
 IIC_SDA_OUT = 1;
 delay_us(5);
}

发送应答

/**************************************
发送应答信号
参数：ack (0:ACK 1:NAK)
**************************************/
void BH1750_SendACK(char ack)
{
 IIC_OUTPUT_MODE_SET();
 IIC_SCL = 0;
 if(ack) IIC_SDA_OUT = 1;
 else IIC_SDA_OUT = 0;
 delay_us(2);
 IIC_SCL = 1;
 delay_us(5);
 IIC_SCL = 0;
}

发送命令

发送命令的函数封装如下：

void Single_Write_BH1750(u8 REG_Address)
{
 BH1750_Start();
 BH1750_SendByte(SlaveAddress);
 BH1750_RecvACK();
 BH1750_SendByte(REG_Address);
 BH1750_RecvACK();
 BH1750_Stop();
}

上面函数封装与手册中下图是对应的：

上面截图中对应的寄存器的地址，我们可以看出，操作码为0001_0000就是下面截图所示指令，即Continuously H-Resolution Mode。

读取指令

读取命令的函数封装如下，读取的结果暂存至BUF数组中待用：

void Multiple_Read_BH1750()
{   
 BH1750_Start();
 BH1750_SendByte(SlaveAddress+1);
 BH1750_RecvACK();
 BUF[0] = BH1750_RecvByte();
 BH1750_SendACK(0);
 BUF[1] = BH1750_RecvByte();
 BH1750_SendACK(1);
 BH1750_Stop();
 delay_ms(5);
}

因为这个函数是读操作，所以SlaveAddress+1，上面函数封装与手册中下图是对应的：

求取实际光强值

float Get_Sunlight_Value()
{
 int dis_data=0;
 float temp;
 u8 i=0;
 Single_Write_BH1750(0x01);  // power on
 Single_Write_BH1750(0x10);  // H- resolution mode
 delay_ms(180);                  // 测量时间 max. 180ms
 Multiple_Read_BH1750();     //连续读取数据，存储在BUF数组中
 //合并数据并计算光强值
 dis_data=BUF[0];                //BUF[0]为高8位
 dis_data=(dis_data<<8)+BUF[1];
 temp=(float)dis_data/1.2;
 
 return

上面函数与手册中的测量流程对应：

至于结果值为什么除以1.2，是因为手册中给了一个例子供参考：

程序移植

修改GY302.h文件

修改GY302.c文件

程序移植的话，只需要修改上面两个文件对应位置即可。

实例演示

本实例演示可用于模拟根据光线强度自动调整窗帘的开关。

视频中步进电机及OLED屏的使用方法，请参见今天的2-4条网文。