RT-Thread Studio 使用笔记（六）| 获取光传感器数据（I2C设备驱动+BH1750手写驱动代码分享）

Roselani ·

更新时间:2024-11-14

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1. 介绍 2. 添加I2C设备 2.1. 打开I2C设备驱动框架

双击左侧 RT-Thread Setting 文件，即可打开RT-Thread图形化配置工具，软件模拟I2C这一项是灰色的，表示没有打开，单击一下即可打开软件 I2C 的驱动框架，图标变为彩色表示打开：

右击该选项可以打开更多配置，比如查看该驱动设备的依赖、查看该驱动设备的详细配置，查看该驱动设备的API文档，查看在线文档等操作：

按Ctrl+S保存，配置生效，软件会自动添加I2C设备驱动框架到工程中：

2.2. 添加软件 I2C 源码

打开了软件 I2C 的驱动框架之后，还要添加软件I2C的驱动底层实现，具体芯片的软件 I2C 驱动源码不同，本例中下载添加 STM32 系列的软件 I2C 驱动：Gitee 下载地址。

git clone https://gitee.com/tyustli/tyustli.git

下载之后源码只有两个文件：

将这两个文件添加到项目中的drivers文件夹中：

回到RT-Thread Studio IDE，在项目名称上右击，选择刷新，即可在目录中看到添加的文件：

2.3. 注册 I2C 设备

软件 I2C 添加到工程中之后就可以调用软件 I2C 注册函数 rt_hw_i2c_init 来注册软件 I2C 设备了，该函数的原型如下：

int rt_hw_i2c_init(char *name, rt_uint8_t scl, rt_uint8_t sda)

name：设备名称 scl：软件模拟I2C的SCL引脚 sda：软件模拟I2C的SDA引脚

在小熊派IoT开发板上，温湿度传感器SHT30连接在PB6（SCL）和PB7（SDA），所以在main.c文件中先添加头文件：

#include

然后在文件最后添加如下注册软件 I2C到系统中的代码：

int register_i2c(void)
{
    rt_hw_i2c_init("i2c1", GET_PIN(B,6), GET_PIN(B,7));
    return RT_EOK;
}
//注册到系统中，自动初始化设备
INIT_BOARD_EXPORT(register_i2c);

添加完成之后点击编译，下载到开发板中运行，即可在串口终端中看到日志信息（绿色），提示I2C总线设备已注册成功：

因为main线程中循环打印对使用控制台有影响，所以将打印函数注释：

重新编译下载，在串口终端中输入命令list_device查看系统中注册的设备吗，再次确认I2C总线设备注册成功：

3. BH1750驱动代码

#include 
#include 
#define BH1750_I2C_BUS_NAME         "i2c1"   /* 传感器连接的I2C总线设备名称 */
#define BH1750_ADDR                  0x23    /* 从机地址 */
typedef enum
{
        POWER_OFF_CMD      =        0x00,        //断电：无激活状态
        POWER_ON_CMD       =        0x01,        //通电：等待测量指令
        RESET_REGISTER      =        0x07,        //重置数字寄存器（在断电状态下不起作用）
        CONT_H_MODE           =        0x10,        //连续H分辨率模式：在11x分辨率下开始测量，测量时间120ms
        CONT_H_MODE2         =        0x11,        //连续H分辨率模式2：在0.51x分辨率下开始测量，测量时间120ms
        CONT_L_MODE            =        0x13,        //连续L分辨率模式：在411分辨率下开始测量，测量时间16ms
        ONCE_H_MODE           =        0x20,        //一次高分辨率模式：在11x分辨率下开始测量，测量时间120ms，测量后自动设置为断电模式
        ONCE_H_MODE2         =        0x21,        //一次高分辨率模式2：在0.51x分辨率下开始测量，测量时间120ms，测量后自动设置为断电模式
        ONCE_L_MODE            =        0x23        //一次低分辨率模式：在411x分辨率下开始测量，测量时间16ms，测量后自动设置为断电模式
} BH1750_MODE;
static struct rt_i2c_bus_device *i2c_bus = RT_NULL;     /* I2C总线设备句柄 */
/**
 * @brief        向BH1750发送一条指令
 * @param        cmd —— BH1750工作模式指令（在BH1750_MODE中枚举定义）
 * @retval        成功返回RT_EOK
*/
rt_err_t BH1750_Send_Cmd(BH1750_MODE cmd)
{
    struct rt_i2c_msg msgs;
    msgs.addr = BH1750_ADDR;
    msgs.flags = RT_I2C_WR;
    msgs.len = 1;
    msgs.buf = (rt_uint8_t*)&cmd;
    /* 调用I2C设备接口传输数据 */
    if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, &msgs, 1) == 1)
    {
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        return -RT_ERROR;
    }
}
/**
 * @brief        从BH1750接收一次光强数据
 * @param        dat —— 存储光照强度的地址（两个字节数组）
 * @retval        成功 —— 返回RT_EOK
*/
rt_err_t BH1750_Read_Dat(rt_uint8_t* dat)
{
    struct rt_i2c_msg msgs;
    msgs.addr = BH1750_ADDR;
    msgs.flags = RT_I2C_RD;
    msgs.len = 2;
    msgs.buf = dat;
    /* 调用I2C设备接口传输数据 */
    if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, &msgs, 2) == 2)
    {
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        return -RT_ERROR;
    }
}
/**
 * @brief        将BH1750的两个字节数据转换为光照强度值（0-65535）
 * @param        dat  —— 存储光照强度的地址（两个字节数组）
 * @retval        成功 —— 返回光照强度值
*/
rt_uint16_t BH1750_Dat_To_Lux(rt_uint8_t* dat)
{
        rt_uint16_t lux = 0;
        lux = dat[0];
        lux <<= 8;
        lux += dat[1];
        lux = (int)(lux / 1.2);
        return lux;
}
void i2c_bh1750_example_entry(void *parameter)
{
    rt_uint8_t dat[2] = {0};                //dat[0]是高字节，dat[1]是低字节
    /* 查找I2C总线设备，获取I2C总线设备句柄 */
    i2c_bus = (struct rt_i2c_bus_device*)rt_device_find(BH1750_I2C_BUS_NAME);
    if(i2c_bus == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("can't find %s device!\n", BH1750_I2C_BUS_NAME);
    }
    while(1)
    {
        /* 发送命令设置模式 */
        BH1750_Send_Cmd(ONCE_H_MODE);
        /* 等待数据转换完成 */
        rt_thread_mdelay(150);
        /* 读取数据 */
        BH1750_Read_Dat(dat);
        /* 转换数据并打印 */
        rt_kprintf("current: %5d lux\n", BH1750_Dat_To_Lux(dat));
        rt_thread_mdelay(1000);
    }
}
int i2c_bh1750_example(void)
{
    rt_thread_t tid;    //线程句柄
    tid = rt_thread_create("bh1750_thread",
                            i2c_bh1750_example_entry,
                            RT_NULL,
                            512,
                            9,
                            10);
   if(tid != RT_NULL)
   {
        //线程创建成功，启动线程
        rt_thread_startup(tid);
   }
   return 0;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(i2c_bh1750_example, i2c bh1750 example);

执行该线程：