Renesas R7FA8D1BH (Cortex®-M85)控制ISLS29035
目录
概述
1 ISL29035芯片介绍
1.1 ISL29035特征
1.2 ISL29035工作电路
1.3 ISL29035工作时序分析
1.4 ISL29035相关的寄存器
1.4.1 COMMAND-1( 0x00 )
1.4.2 COMMAND-11（0x01）
1.4.3 DATA寄存器（0x02和0x03）
1.4.4 中断报警寄存器（0x04和0x05）
1.4. 5 中断报警寄存器（0x06和0x07）
1.4. 6 ID寄存器（0x0f）
1.5 采样值到实际Lux值转换
2 I2C驱动实现
2.1 硬件接口
2.2 FSP配置I2C
2.3 I2C驱动程序实现
3 ISL29035驱动程序实现
3.1 驱动程序功能介绍
3.2 代码实现
4 测试功能
4.1 编写测试代码
4.2 测试
概述
本文主要介绍ISLS29035芯片驱动的相关内容，包括ISLS29035芯片的特性，其内部各个寄存器的功能，以及和MCU相连后其时序操作的注意点。还介绍了R7FA8D1BH上I2C模块的使用方法，包括FSP配置参数，I2C驱动代码，以及使用I2C接口驱动ISLS29035的功能实现方法等内容。
1 ISL29035芯片介绍
1.1 ISL29035特征
ISL29035 - Integrated Digital Light Sensor with Interrupt | Renesas
ISL29035是一款数字型光感传感器，采用通用I2C接口，可实时采集环境的光照强度。其主要特点如下：
关注几个核心参数：
1） 其采用16-bit ADC采样数据，所以，该传感器有这个极高的分辨率
2）数据采样区间： 1： 420 0000
3）采用标准的I2C协议，便于使用MCU驱动该芯片
1.2 ISL29035工作电路
下图是官方给的标准工作电路，采用标准的i2c通信电路，还额外增加一个INT中断IO，用于对外提供一个报警信号，其在低电平时有效。
sensor IO接口定义如下：
1.3 ISL29035工作时序分析
1） 写数据时序
2） 读数据时序
3） 连续读多个数据时序
1.4 ISL29035相关的寄存器
其主要寄存器如下表：
1.4.1 COMMAND-1( 0x00 )
其中：B7,B6,B5用于配置 采样方式，例如：配置为101则为连续采样模式
1.4.2 COMMAND-11（0x01）
在该寄存器中，B0和B1用于配置lux的范围
B3和B2用于配置ADC的采样精度：
1.4.3 DATA寄存器（0x02和0x03）
data寄存器的地址分别为0x02(数据低 8个 bit)和0x03（数据高8个bit）
1.4.4 中断报警寄存器（0x04和0x05）
该寄存器的值用于设置报警数据的下限值
1.4. 5 中断报警寄存器（0x06和0x07）
该寄存器的值用于设置报警数据的上限值
1.4. 6 ID寄存器（0x0f）
该寄存器用于存在sensor的ID值
1.5 采样值到实际Lux值转换
根据datasheet的资料可得：
Range 可取的值（Lux）： 1000， 4000, 16000, 64000
Count( Max) 可取的值： 16， 256， 4096， 65536
举个例子：
配置 address = 0x01寄存器， B3B2 = 10, adc 采样为8bit, Count（max） = 256
B1B0 = 01, Lux的range = 4000
当前从DATA寄存器读取的值为： 120, 其对应的lux值为 val = (4000/256)* 120
2 I2C驱动实现
2.1 硬件接口
本系统采用野火瑞萨R7FA8D1BHECBD-BTB开发板，其与Sensor之间的接口关系如下：
2.2 FSP配置I2C
1) 在Pins面板上配置I2C IO port
2) 创建Stack对象
3）配置Stack的参数
2.3 I2C驱动程序实现
使用FSP完成参数配置后，生成硬件相关的配置代码，接下来需要实现I2C相关的驱动接口
1）创建bsp_i2c.c文件，编写如下代码
/*FILE NAME : bsp_i2c.cDescription: user i2c interface Author : tangmingfei2013@126.comDate : 2024/06/03*/
#include "bsp_i2c.h"
#include "hal_data.h"#define TIME_OUT 10000i2c_master_event_t g_i2c_callback_event;void sci_b_i2c_master_callback (i2c_master_callback_args_t * p_args)
{if (NULL != p_args){g_i2c_callback_event = p_args->event;}
} void i2c2_init_para( uint32_t const slaveAddress )
{fsp_err_t err;err = R_SCI_B_I2C_Open(&g_i2c0_ctrl, &g_i2c0_cfg);assert(FSP_SUCCESS == err);err = R_SCI_B_I2C_SlaveAddressSet(&g_i2c0_ctrl, slaveAddress, I2C_MASTER_ADDR_MODE_7BIT);assert(FSP_SUCCESS == err);
}void i2c2_write_bytes(uint8_t *pbuff, uint16_t length )
{unsigned int timeout_ms = TIME_OUT;fsp_err_t err;err = R_SCI_B_I2C_Write(&g_i2c0_ctrl, pbuff, length, false);assert(FSP_SUCCESS == err);g_i2c_callback_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;/* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/while ((I2C_MASTER_EVENT_TX_COMPLETE != g_i2c_callback_event) && timeout_ms){R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);timeout_ms--;;}
}void i2c2_read_bytes(uint8_t *pbuff, uint16_t length )
{unsigned int timeout_ms = TIME_OUT;fsp_err_t err;g_i2c_callback_event = I2C_MASTER_EVENT_ABORTED;err = R_SCI_B_I2C_Read(&g_i2c0_ctrl, pbuff, length, false);assert(FSP_SUCCESS == err);/* Since there is nothing else to do, block until Callback triggers*/while ((I2C_MASTER_EVENT_RX_COMPLETE != g_i2c_callback_event) && timeout_ms){R_BSP_SoftwareDelay(1U, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);timeout_ms--;;}
}/* End of this file */2）创建bsp_i2c.h文件，编写如下代码：
/*FILE NAME : bsp_i2c.hDescription: user i2c interface Author : tangmingfei2013@126.comDate : 2024/06/03*/#ifndef BSP_I2C_H#define BSP_I2C_H#include "hal_data.h"void i2c2_init_para( uint32_t const slaveAddress );
void i2c2_write_bytes(uint8_t *pbuff, uint16_t length );
void i2c2_read_bytes(uint8_t *pbuff, uint16_t length );#endif /* BSP_I2C_H */3 ISL29035驱动程序实现
3.1 驱动程序功能介绍
驱动程序分成两个层次，底层使用I2C接口，实现读写寄存器功能，在应用层中调用者两个函数接口实现ISL29035芯片的初始化功能，还实现一个接口：实时读取lux值功能。
3.2 代码实现
创建ISL29035_drv.c，编写如下代码：
/*FILE NAME : ISL29035_drv.cDescription: user ISL29035 interface Author : tangmingfei2013@126.comDate : 2024/06/03*/
/* isl29035 i2c address */
#include "bsp_i2c.h"
#include "hal_data.h"
#include "IsL29035_drv.h"
#include <string.h>#define ISL29035_ADDR (0x44U)/* isl29035 register */
#define ISL29035_COMMAND_1_ADDR (0x00U)
#define ISL29035_COMMAND_2_ADDR (0x01U)
#define ISL29035_DATA_L_ADDR (0x02U)
#define ISL29035_DATA_H_ADDR (0x03U)
#define ISL29035_INT_LT_LSB_ADDR (0x04U)
#define ISL29035_INT_LT_MSB_ADDR (0x05U)
#define ISL29035_INT_HT_LSB_ADDR (0x06U)
#define ISL29035_INT_HT_MSB_ADDR (0x07U)
#define ISL29035_ID_ADDR (0x0FU)/* 10100000: enable ALS consinuously */
#define ISL29035_COMMAND_1_INIT (0xA0U)/* 00000110: Lux full scale range is 4000 and ADC */
#define ISL29035_COMMAND_2_INIT (0x06U)/* ISL29035 ADC resolution */
#define ISL29035_RES_16BIT (65536U)
#define ISL29035_RES_12BIT (4096U)
#define ISL29035_RES_8BIT (256U)
#define ISL29035_RES_4BIT (16U)/* ISL29035 full scale lux range */
#define ISL29035_LUX_SCALE_1K (1000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_4K (4000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_16K (16000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_64K (64000U)static unsigned int convert_lux(unsigned int data)
{return (unsigned int)((double)ISL29035_LUX_SCALE_4K / (double)ISL29035_RES_8BIT * data);
}static uint8_t write_reg( uint8_t reg, uint8_t data)
{fsp_err_t err;unsigned char buff[2];err = R_SCI_B_I2C_SlaveAddressSet( &g_i2c0_ctrl, ISL29035_ADDR, I2C_MASTER_ADDR_MODE_7BIT);assert(FSP_SUCCESS == err);buff[0] = reg;buff[1] = data;i2c2_write_bytes(buff, 2);return 0;
}static uint8_t read_regs(uint8_t reg, uint8_t len, uint8_t *buf)
{fsp_err_t err;uint8_t msgs[2];err = R_SCI_B_I2C_SlaveAddressSet( &g_i2c0_ctrl, ISL29035_ADDR, I2C_MASTER_ADDR_MODE_7BIT);assert(FSP_SUCCESS == err);msgs[0] = reg;i2c2_write_bytes(msgs, 1);R_BSP_SoftwareDelay( 1, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);i2c2_read_bytes( buf, len);return 0;
}int IsL29035_read_lux(unsigned int *lux )
{int ret;unsigned char buff[1];unsigned int tempval;ret = read_regs(ISL29035_DATA_L_ADDR, 1, buff);if( ret < 0 ){printf("get the lux value failure.\n");return -1;}tempval = buff[0];ret = read_regs(ISL29035_DATA_H_ADDR, 1, buff);if( ret < 0 ){printf("get the lux value failure.\n");return -1;}tempval |= (unsigned int)(buff[0]<<8);*lux = convert_lux( tempval );return 0;
}void IsL29035_Init( void )
{ fsp_err_t err;err = R_SCI_B_I2C_SlaveAddressSet( &g_i2c0_ctrl, ISL29035_ADDR, I2C_MASTER_ADDR_MODE_7BIT);assert(FSP_SUCCESS == err);write_reg(ISL29035_COMMAND_1_ADDR, ISL29035_COMMAND_1_INIT);write_reg(ISL29035_COMMAND_2_ADDR, ISL29035_COMMAND_2_INIT);
}创建ISL29035_drv.h，编写源代码的头文件：
/*FILE NAME : ISL29035_drv.hDescription: user ISL29035 interface Author : tangmingfei2013@126.comDate : 2024/06/03*/
#ifndef USER_ISL29035_DRV_H_
#define USER_ISL29035_DRV_H_void IsL29035_Init( void );
int IsL29035_read_lux(unsigned int *lux );#endif /* USER_ISL29035_DRV_H_ */
4 测试功能
4.1 编写测试代码
编写测试代码，其主要实时的从ISL29035中读取lux值，然后将该值显示在OLED屏幕上，其详细代码如下：
代码11行： 在主函数中调用IsL29035_Init，实现ISL29035的初始化功能
代码153行：调用IsL29035_read_lux接口，实时获取lux值
代码170~171行: 在OLED上显示数据
源代码如下：
void ui_disISL29035( void )
{static int temp=0;uint8_t dataBuff[32];IsL29035_read_lux( &luxValue );if( temp != timer0_get_tick( )){if( (tick_cnt % 100) == 0 ){// ui DS18B20// printf(" DS18B20 Temperature(C): %.02f \n", st_dsval.temperatureVal );{memset((char*)dataBuff, 0, sizeof(dataBuff));sprintf((char*)dataBuff, "ISL29035(Lux): ");oled_SetCharSize( FONT_16 );oled_PrintfString(1,3, dataBuff);}// display ds18b20 value { memset((char*)dataBuff, 0, sizeof(dataBuff));sprintf((char*)dataBuff, "%d ", luxValue);oled_PrintfString(60,6, dataBuff);}LED2_TOGGLE;}temp = timer0_get_tick( );tick_cnt++;}
}4.2 测试
编译代码，下载代码到板卡中
下载代码到板卡中，其运行结果如下：
OLED上显示数据
