基于BH1750的光照度检测文档格式.docx
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3.2设计步骤
1.先了解光强度传感器BH1750FVI。
2.设计检测液晶数据的设计方案
3.监测系统结构设计
4.系统软件驱动设计
3.3设计原理分析
1.不区分光源数字型环境光强度传感器BH1750FVI是日本RHOM株式会社近些年推出的一种两线式串行总线接口的集成电路,可以根据收集的光线强度数据来进行环境监测,其具有1~65535lx的高分辨率,可支持较大围的光照强度变化。
BH1750FVI结构框图如图1所示。
从结构框图可容易看出,外部光照被接近人眼反应的高精度光敏二极管PD探测到后,通过集成运算放大器将PD电流转换为PD电压,由模数转换器获取16位数字数据,然后被逻辑和IC界面进行数据处理与存储。
OSC为部的振荡器提供部逻辑时钟,通过相应的指令操作即可读取出部存储的光照数据。
数据传输使用标准的I2C总线,按照时序要求操作起来也非常方便。
2.NOKIA5110是一款价廉的液晶显示器,该显示器可以显示15个汉字、30个字符,仅仅需要4根I/O数据线,其工作电压为3.3V。
它采用NXP公司的PCD8544显不驱动芯片,NOKIA5110可以使用没有MISO只有MOSI的SPI协议,可以利用硬件SPI,但通常只需要软件程序模拟即可,数据传输需要严格按照手册中串行接口时序图编写。
其运行速度十分理想,是LCD12864显示器的20倍,LCD1602显示器的40倍,适用于对反应灵敏度有要求的场合。
2.1NOKIA5110液晶显示器的初始化
接通电源后,NOKIA5110液晶显示器的部寄存器和RAM的容是不确定的,这时需要一个RES低电平脉冲进行复位。
当VDD变为高电平,达到或高于VDD的最小值之后,给NOKIA5110显示模块的复位端RST引脚输入低电平(要求复位电平<
0.3VDD),便进行了NOKIA5110液晶显示器的复位。
图2为NOKIA5110液晶显示器的复位时序图。
2.2设置NOKIA5110液晶显示器的坐标
通过查询NOKIA5110液晶显示器的指令集与手册可以知道其功能设置命令的H和V。
其中:
H=0使用基本指令集命令,H=1使用扩展指令集命令,V=0水平寻址,V=1垂直寻址。
数据以字节8位为单位下载到PCD8544的48×
84位显示数据RAM矩阵。
列通过地址指针寻址,地址围为X:
0~83(1010011);
Y:
0~5(101)。
在垂直寻址模式时(V=1),Y地址在每个字节之后递增,经最后的Y地址(Y=5)之后,Y绕回0,X递增到下一列的地址。
存水平寻址模式时(V=0),X地址在每个字节之后递增,经最后的X地址(X=83)之后,X绕回0,Y递增到下一行的地址。
经每一个最后地址之后(X=83,Y=5),地址指针绕回地址(X=0,Y=0)。
2.3显示方式
显示汉字可以采用两种点阵方式,一种是12×
12点阵,一种是16×
16点阵。
采用12×
12点阵汉字时,由于不是8的整数倍数,因此行与行之间只能隔开,这样才能完整显示一个汉字。
英文字符占用6×
8个点阵,可以通过建立一个ASCII的数组来进行寻址。
3.利用BH1750FVI和NOKIA5110液晶显示器进行系统结构的设计,其中NOKIA5110需要使用5个I/O口,RST复位端、SCE芯片使能端、DC模式选择端、DIN数据线、CLK时钟线分别接到单片机的P2.1~P2.5口。
由于BH1750FVI使用低电压3.3V,而传统单片机使用的是5V电压,故需要一个3.3V电源芯片662k输出稳定的3.3V电压,BH1750FVI光强度传感器的ADDR端口接地,测量仪电路图如图3所示。
4.#include<
REG51.H>
#include<
math.h>
//Keillibrary
stdio.h>
INTRINS.H>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineDataPortP0//LCD1602数据端口
sbitSCL=P1^0;
//IIC时钟引脚定义
sbitSDA=P1^1;
//IIC数据引脚定义
sbitLCM_RS=P2^0;
//LCD1602命令端口
sbitLCM_RW=P2^1;
sbitLCM_EN=P2^2;
//LCD1602命令端口
#defineSlaveAddress0x46//定义器件在IIC总线中的从地址,根据ALTADDRESS地址引脚不同修改
//ALTADDRESS引脚接地时地址为0x46,接电源时地址为0xB8
typedefunsignedcharBYTE;
typedefunsignedshortWORD;
BYTEBUF[8];
//接收数据缓存区
ucharge,shi,bai,qian,wan;
//显示变量
intdis_data;
//变量
voiddelay_nms(unsignedintk);
voidInitLcd();
voidInit_BH1750(void);
voidWriteDataLCM(uchardataW);
voidWriteCommandLCM(ucharCMD,ucharAttribc);
voidDisplayOneChar(ucharX,ucharY,ucharDData);
voidconversion(uinttemp_data);
voidSingle_Write_BH1750(ucharREG_Address);
//单个写入数据
ucharSingle_Read_BH1750(ucharREG_Address);
//单个读取部寄存器数据
voidMultiple_Read_BH1750();
//连续的读取部寄存器数据
//------------------------------------
voidDelay5us();
voidDelay5ms();
voidBH1750_Start();
//起始信号
voidBH1750_Stop();
//停止信号
voidBH1750_SendACK(bitack);
//应答ACK
bitBH1750_RecvACK();
//读ack
voidBH1750_SendByte(BYTEdat);
//IIC单个字节写
BYTEBH1750_RecvByte();
//IIC单个字节读
//-----------------------------------
//*********************************************************
voidconversion(uinttemp_data)//数据转换出个,十,百,千,万
{
wan=temp_data/10000+0x30;
temp_data=temp_data%10000;
//取余运算
qian=temp_data/1000+0x30;
temp_data=temp_data%1000;
bai=temp_data/100+0x30;
temp_data=temp_data%100;
shi=temp_data/10+0x30;
temp_data=temp_data%10;
ge=temp_data+0x30;
}
//毫秒延时**************************
voiddelay_nms(unsignedintk)
{
unsignedinti,j;
for(i=0;
i<
k;
i++)
{
for(j=0;
j<
121;
j++)
{;
}}
/*******************************/
voidWaitForEnable(void)
{
DataPort=0xff;
LCM_RS=0;
LCM_RW=1;
_nop_();
LCM_EN=1;
while(DataPort&
0x80);
LCM_EN=0;
}
voidWriteCommandLCM(ucharCMD,ucharAttribc)
if(Attribc)WaitForEnable();
LCM_RW=0;
DataPort=CMD;
voidWriteDataLCM(uchardataW)
WaitForEnable();
LCM_RS=1;
DataPort=dataW;
}
/***********************************/
voidInitLcd()
WriteCommandLCM(0x38,1);
WriteCommandLCM(0x08,1);
WriteCommandLCM(0x01,1);
WriteCommandLCM(0x06,1);
WriteCommandLCM(0x0c,1);
}
voidDisplayOneChar(ucharX,ucharY,ucharDData)
Y&
=1;
X&
=15;
if(Y)X|=0x40;
X|=0x80;
WriteCommandLCM(X,0);
WriteDataLCM(DData);
}
/**************************************
延时5微秒(STC90C52RC12M)
不同的工作环境,需要调整此函数,注意时钟过快时需要修改
当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
**************************************/
voidDelay5us()
{
_nop_();
延时5毫秒(STC90C52RC12M)
不同的工作环境,需要调整此函数
voidDelay5ms()
WORDn=560;
while(n--);
起始信号
voidBH1750_Start()
SDA=1;
//拉高数据线
SCL=1;
//拉高时钟线
Delay5us();
//延时
SDA=0;
//产生下降沿
SCL=0;
//拉低时钟线
停止信号
voidBH1750_Stop()
//拉低数据线
//产生上升沿
发送应答信号
入口参数:
ack(0:
ACK1:
NAK)
voidBH1750_SendACK(bitack)
SDA=ack;
//写应答信号
接收应答信号
bitBH1750_RecvACK()
CY=SDA;
//读应答信号
returnCY;
向IIC总线发送一个字节数据
voidBH1750_SendByte(BYTEdat)
BYTEi;
for(i=0;
i<
8;
i++)//8位计数器
{
dat<
<
=1;
//移出数据的最高位
SDA=CY;
//送数据口
}
BH1750_RecvACK();
从IIC总线接收一个字节数据
BYTEBH1750_RecvByte()
BYTEdat=0;
//使能部上拉,准备读取数据,
dat|=SDA;
//读数据
returndat;
//*********************************
voidSingle_Write_BH1750(ucharREG_Address)
BH1750_Start();
BH1750_SendByte(SlaveAddress);
//发送设备地址+写信号
BH1750_SendByte(REG_Address);
//部寄存器地址,
//BH1750_SendByte(REG_data);
//部寄存器数据,
BH1750_Stop();
//发送停止信号
//********单字节读取*****************************************
/*
ucharSingle_Read_BH1750(ucharREG_Address)
{ucharREG_data;
//发送存储单元地址,从0开始
BH1750_SendByte(SlaveAddress+1);
//发送设备地址+读信号
REG_data=BH1750_RecvByte();
//读出寄存器数据
BH1750_SendACK
(1);
returnREG_data;
*/
//
//连续读出BH1750部数据
voidMultiple_read_BH1750(void)
{uchari;
3;
i++)//连续读取2个地址数据,存储中BUF
BUF[i]=BH1750_RecvByte();
//BUF[0]存储0x32地址中的数据
if(i==3)
//最后一个数据需要回NOACK
else
{
BH1750_SendACK(0);
//回应ACK
Delay5ms();
//初始化BH1750,根据需要请参考pdf进行修改****
voidInit_BH1750()
Single_Write_BH1750(0x01);
//主程序********
voidmain()
floattemp;
delay_nms(100);
//延时100ms
InitLcd();
//初始化LCD
Init_BH1750();
//初始化BH1750
while
(1)//循环
{
//poweron
Single_Write_BH1750(0x10);
//H-resolutionmode
delay_nms(180);
//延时180ms
Multiple_Read_BH1750();
//连续读出数据,存储在BUF中
dis_data=BUF[0];
dis_data=(dis_data<
8)+BUF[1];
//合成数据,即光照数据
temp=(float)dis_data/1.2;
conversion(temp);
//计算数据和显示
DisplayOneChar(0,0,'
L'
);
DisplayOneChar(1,0,'
i'
DisplayOneChar(2,0,'
g'
DisplayOneChar(3,0,'
h'
DisplayOneChar(4,0,'
t'
DisplayOneChar(5,0,'
:
'
DisplayOneChar(7,0,wan);
//显示数据
DisplayOneChar(8,0,qian);
DisplayOneChar(9,0,bai);
DisplayOneChar(10,0,shi);
DisplayOneChar(11,0,ge);
DisplayOneChar(13,0,'
l'
////显示数单位
DisplayOneChar(14,0,'
x'
}
以上程序为液晶1602事例程序来之互联网仅供参考
四、课程设计小结与体会
利用16位数字光强度传感器BH1750FVI和普通的51单片机设计了数字光照强度的数据实时采集与显示。
由于光强度传感器精度高,I2C总线接口简单易用,NOKIA5110液晶显示器使用方便、体积较小等特性,较为价廉地实现了高精度数字光照强度的实时采集。
其反应速度非常灵敏,测量精度高,适合于对精度要求较高的场合。
体会:
能看懂数据手册是个关
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- 关 键 词:
- 基于 BH1750 光照度 检测