RA4M2開發(3)----讀取ISL29035數據，并在OLED上顯示，串口打印
概述
- 首先導入必要的庫文件，包括I2C驅動和OLED驅動。
- 在代碼中配置I2C接口，并初始化I2C驅動。
- 配置ISL29035傳感器，包括配置傳感器的工作模式和量程。
- 使用I2C讀取ISL29035傳感器的數據，并將其存儲在變量中。
- 初始化OLED驅動，并在OLED屏幕上顯示讀取的數據。 請注意，這僅是一個大致的步驟，具體實現可能因硬件和軟件環境而異。 對于OLED的配置，可以查看往期的博客。
視頻教學
[https://www.bilibili.com/video/BV1wc411g7xU/]
csdn課程
csdn課程更加詳細。
[https://edu.csdn.net/course/detail/36131]
樣品申請
[https://www.wjx.top/vm/wBbmSFp.aspx#]
硬件準備
首先需要準備一個開發板，這里我準備的是芯片型號R7FAM2AD3CFP的開發板：
樣品申請
[https://www.wjx.top/vm/wBbmSFp.aspx#]
IIC配置
配置RA4M2的I2C接口，使其作為I2C master進行通信。 對于OLED的IIC配置，可以查看往期的博客。 查看ISL29035說明書，最小電路圖如下所示。
由于需要讀取ISL29035數據，需要使用IIC接口，這里使用PMOD2上的接口(P410和P411)。
點擊Stacks->New Stack->Connectivity -> I2C Master(r_sci_i2c)。
查看說明書可以得知，ISL29035的地址為0x44(1000100)。
設置IIC的配置。
R_SCI_I2C_Open()函數原型
R_SCI_I2C_Open()函數為執行IIC初始化，開啟配置如下所示。
/* Initialize the I2C module */
err = R_SCI_I2C_Open(&g_i2c0_ctrl, &g_i2c0_cfg);
/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
assert(FSP_SUCCESS == err);
R_SCI_I2C_Write()函數原型
R_SCI_I2C_Write()函數是向IIC設備中寫入數據，寫入格式如下所示。
err = R_SCI_I2C_Write(&g_i2c0_ctrl, &g_i2c_tx_buffer[0], I2C_BUFFER_SIZE_BYTES, false);
assert(FSP_SUCCESS == err);
R_SCI_I2C_Read()函數原型
R_SCI_I2C_Read()函數是向IIC設備中讀取數據，讀取格式如下所示。
err = R_SCI_I2C_Write(&g_i2c0_ctrl, &g_i2c_tx_buffer[0], I2C_BUFFER_SIZE_BYTES, false);
assert(FSP_SUCCESS == err);
sci_i2c_master_callback()回調函數
對于數據是否發送完畢，可以查看是否獲取到I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE字段。
/* Callback function */
i2c_master_event_t i2c_event1 = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
void sci_i2c_master_callback0(i2c_master_callback_args_t *p_args)
{
/* TODO: add your own code here */
i2c_event1 = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
if (NULL != p_args)
{
/* capture callback event for validating the i2c transfer event*/
i2c_event1 = p_args- >event;
}
}
ISL29035寫數據
對于ISL29035寫數據，手冊上的操作方式如下所示。 設備地址+操作地址+數據
初始化程序如下所示。
void DigitalLightISL29035_writeRegister( int reg_address, uint8_t val) {
uint8_t ii[2]={0x00,0x00};
ii[0] = reg_address;
ii[1] = val;
err = R_SCI_I2C_Write(&g_i2c0_ctrl, ii, 0x02, false);
assert(FSP_SUCCESS == err);
/* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/
//while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event) && timeout_ms)
while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event1) && timeout_ms1 >0)
{
R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
timeout_ms1--;
}
if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event1)
{
__BKPT(0);
}
/* Read data back from the I2C slave */
i2c_event1 = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
timeout_ms1 = 100000;
}
ISL29035讀數據
對于ISL29035讀數據，手冊上的操作方式如下所示。 設備地址+操作地址+設備地址+數據讀取
讀取操作函數如下所示，先發送操作地址，在進行讀取。
uint8_t DigitalLightISL29035_readRegister(uint8_t reg_address) {
uint8_t value;
err = R_SCI_I2C_Write(&g_i2c0_ctrl, ®_address, 0x01, false);
assert(FSP_SUCCESS == err);
/* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/
while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != i2c_event1) && timeout_ms1 >0)
{
R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
timeout_ms1--;
}
if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event1)
{
__BKPT(0);
}
/* Read data back from the I2C slave */
i2c_event1 = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
timeout_ms1 = 100000;
/* Read data from I2C slave */
err = R_SCI_I2C_Read(&g_i2c0_ctrl, &value, 0x01, false);
assert(FSP_SUCCESS == err);
while ((I2C_MASTER_EVENT_RX_COMPLETE != i2c_event1) && timeout_ms1)
{
R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
timeout_ms1--;
}
if (I2C_MASTER_EVENT_ABORTED == i2c_event1)
{
__BKPT(0);
}
i2c_event1 = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
timeout_ms1 = 100000;
return value;
}
ISL29035初始化
- 讀取設備ID，查看是否鏈接上
- 清除標志位
- 確保芯片處于停止模式
- 設置分辨率
- 設置模式，如單次模式 讀取設備ID使用0x0F指令，可以判斷DEVICE ID BITS (B3-B5)，之后需要對BROWNOUT STATUS BIT - BOUT (B7)清0。
初始化的時候需要確保芯片處于停止模式，需要對0x00指令的OPERATION MODE BITS (B5-B7)寫入000。
設置分辨率可以通過0x01指令，光照強度有4種模式，1k, 4k, 16k和64k，通過FULL SCALE LUX RANGE (B0-B1)進行設置；ADC分辨率也有4種模式，通過ADC RESOLUTION (B3-B2)進行設置。
設置采樣模式，可以通過0x00指令，對OPERATION MODE BITS (B5-B7)寫入010。
int DigitalLightISL29035_init(void) {
uint8_t reg = 0;
reg= DigitalLightISL29035_readRegister( CHIP_ID);//CHIP_ID- >0x0f
//Serial.println(reg, HEX);
uint8_t chip_id = (reg > > 3) & 0x7;
if (chip_id != 0x5) {
return -1;
}
//清除BOUT位
DigitalLightISL29035_writeRegister(CHIP_ID, reg & 0x7f);//CHIP_ID- >0x0f
//確保芯片處于停止模式
DigitalLightISL29035_writeRegister( COMMAND_I, 0);//COMMAND_I- >0x00
//設置分辨率
DigitalLightISL29035_writeRegister(COMMAND_II, full_scale_lux_range | (integration_time < < 2) );//COMMAND_2- >0x01
//設置為單次模式
DigitalLightISL29035_writeRegister( COMMAND_I, OPMODE_ALS_ONCE);//COMMAND_I- >0x00
return 0;
}
ISL29035讀取光照強度
設置采樣模式，可以通過0x00指令，對OPERATION MODE BITS (B5-B7)寫入010。
不同的ADC精度需要等待的時間不同，16位的等待時間最久，需要105ms。
對于讀取數據，可以使用Data Registers (Addresses: 0x02 and 0x03)，高位字節通過0x03讀取，低位字節通過0x02讀取，之后進行組合，就是完整的數據。
讀取到原始數據之后，可以通過下面公式計算光照強度。
uint32_t DigitalLightISL29035_readIRLux(void) {
uint16_t data = 0;
uint8_t l, h;
//設置為單次模式
DigitalLightISL29035_writeRegister( COMMAND_I, OPMODE_ALS_ONCE);
//等待時間
if(integration_time==0)
{
R_BSP_SoftwareDelay(105, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}
else if(integration_time==1 || integration_time==2)
{
R_BSP_SoftwareDelay(7, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}
else if(integration_time==3)
{
R_BSP_SoftwareDelay(1, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}
l=DigitalLightISL29035_readRegister(DATA_L);//DATA_L- >0x02
h=DigitalLightISL29035_readRegister(DATA_H);//DATA_H- >0x03
data=(h < < 8) | l;
uint32_t ranges=0;
if(full_scale_lux_range==0)
ranges=1000;
else if(full_scale_lux_range==1)
ranges=4000;
else if(full_scale_lux_range==2)
ranges=16000;
else if(full_scale_lux_range==3)
ranges=64000;
uint32_t adc_count_max=0;
if(integration_time==0)
adc_count_max=65536;
else if(integration_time==1)
adc_count_max=4096;
else if(integration_time==2)
adc_count_max=256;
else if(integration_time==3)
adc_count_max=16;
return ranges * (uint32_t)data /adc_count_max;
}
實現效果
正常顯示數據。
同時可以通過串口打印數據。
由于設置光照采樣為1K，故只能讀取到999。
重新設置光照采樣范圍為4k，就可以讀取0-4K的范圍了，具體設置需要考慮使用環境。
主程序
#include "hal_data.h"
#include < stdio.h >
#include "Digital_Light_ISL29035.h"
#include "oled.h"
#include "bmp.h"
FSP_CPP_HEADER
void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
FSP_CPP_FOOTER
fsp_err_t err = FSP_SUCCESS;
volatile bool uart_send_complete_flag = false;
/* Callback function */
void user_uart_callback(uart_callback_args_t *p_args)
{
/* TODO: add your own code here */
if(p_args- >event == UART_EVENT_TX_COMPLETE)
{
uart_send_complete_flag = true;
}
}
#ifdef __GNUC__ //串口重定向
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
err = R_SCI_UART_Write(&g_uart9_ctrl, (uint8_t *)&ch, 1);
if(FSP_SUCCESS != err) __BKPT();
while(uart_send_complete_flag == false){}
uart_send_complete_flag = false;
return ch;
}
int _write(int fd,char *pBuffer,int size)
{
for(int i=0;i< size;i++)
{
__io_putchar(*pBuffer++);
}
return size;
}
/* Callback function */
i2c_master_event_t i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
void sci_i2c_master_callback(i2c_master_callback_args_t *p_args)
{
i2c_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
if (NULL != p_args)
{
/* capture callback event for validating the i2c transfer event*/
i2c_event = p_args- >event;
}
}
/* Callback function */
i2c_master_event_t i2c_event1 = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
void sci_i2c_master_callback0(i2c_master_callback_args_t *p_args)
{
/* TODO: add your own code here */
i2c_event1 = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;
if (NULL != p_args)
{
/* capture callback event for validating the i2c transfer event*/
i2c_event1 = p_args- >event;
}
}
uint32_t timeout_ms = 100000;
uint32_t timeout_ms1 = 100000;
uint32_t lux =0;
/*******************************************************************************************************************//**
* main() is generated by the RA Configuration editor and is used to generate threads if an RTOS is used. This function
* is called by main() when no RTOS is used.
**********************************************************************************************************************/
void hal_entry(void)
{
/* TODO: add your own code here */
/* Initialize the I2C module */
err = R_SCI_I2C_Open(&g_i2c3_ctrl, &g_i2c3_cfg);
/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
assert(FSP_SUCCESS == err);
/* Open the transfer instance with initial configuration. */
fsp_err_t err = R_SCI_UART_Open(&g_uart9_ctrl, &g_uart9_cfg);
assert(FSP_SUCCESS == err);
printf("hello world!n");
/* Initialize the I2C module */
err = R_SCI_I2C_Open(&g_i2c0_ctrl, &g_i2c0_cfg);
/* Handle any errors. This function should be defined by the user. */
assert(FSP_SUCCESS == err);
DigitalLightISL29035_init();
R_BSP_SoftwareDelay(500U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
lux = DigitalLightISL29035_readIRLux();
printf("lux=%dn",lux);
OLED_Init(); //初始化OLED
OLED_Clear() ;
OLED_ShowCHinese(0,0,0);//記
OLED_ShowCHinese(16,0,1);//帖
OLED_ShowString(0,2,"Lux:",16);
OLED_ShowNum(32,2,lux,3,16);
/* Wait for minimum time required between transfers. */
R_BSP_SoftwareDelay(2, BSP_DELAY_UNITS_SECONDS);
while(1)
{
OLED_Clear() ;
OLED_ShowCHinese(0,0,0);//記
OLED_ShowCHinese(16,0,1);//帖
OLED_ShowString(0,2,"Lux:",16);
lux = DigitalLightISL29035_readIRLux();
if(lux< 10)
OLED_ShowNum(32,2,lux,1,16);
else if(lux >=10&&lux< 100)
OLED_ShowNum(32,2,lux,2,16);
else if(lux >=100&&lux< 1000)
OLED_ShowNum(32,2,lux,3,16);
else if(lux >=1000&&lux< 10000)
OLED_ShowNum(32,2,lux,4,16);
printf("lux=%dn",lux);
R_BSP_SoftwareDelay(1000U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
}
#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
/* Enter non-secure code */
R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}
Digital_Light_ISL29035.h
/*
* Digital_Light_ISL29035.h
*
* Created on: 2023年2月1日
* Author: a8456
*/
#ifndef DIGITAL_LIGHT_ISL29035_H_
#define DIGITAL_LIGHT_ISL29035_H_
#include "stdint.h"
#define ISL29035_I2C_ADDRESS 0x44 //the 7bits i2c address
#define COMMAND_I 0x00
#define COMMAND_II 0x01
#define DATA_L 0x02
#define DATA_H 0x03
#define INT_LT_L 0x04
#define INT_LT_H 0x05
#define INT_HT_L 0x06
#define INT_HT_H 0x07
#define CHIP_ID 0x0f
#define OPMODE_ALS_ONCE ((0x1)< < 5)
#define OPMODE_IR_ONCE ((0x2)< < 5)
#define OPMODE_ALS_CONTI ((0x5)< < 5)
#define OPMODE_IR_CONTI ((0x6)< < 5)
#define FULL_SCALE_LUX_RANGE0 1000
#define FULL_SCALE_LUX_RANGE1 4000
#define FULL_SCALE_LUX_RANGE2 16000
#define FULL_SCALE_LUX_RANGE3 64000
#define DEFAULT_LUX_RANGE_INDEX 1 //should be [0,3]
#define INTEGRATION_TIME3 0.0256 //ms, this also configure the ADC to 4bits
#define INTEGRATION_TIME2 0.41 //ms, this also configure the ADC to 8bits
#define INTEGRATION_TIME1 6.5 //ms, this also configure the ADC to 12bits
#define INTEGRATION_TIME0 105 //ms, this also configure the ADC to 16bits
#define DEFAULT_INTEGRATION_TIME_INDEX 1 //should be [0,3]
uint8_t DigitalLightISL29035_readRegister(uint8_t reg_address);
void DigitalLightISL29035_writeRegister( int reg_address, uint8_t val) ;
int DigitalLightISL29035_init(void) ;
uint32_t DigitalLightISL29035_readIRLux(void);
#endif /* DIGITAL_LIGHT_ISL29035_H_ */
審核編輯：湯梓紅
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