在嵌入式系统开发中，环境光照度的监测是一个常见需求，广泛应用于智能家居、农业物联网和工业自动化等领域。STM32微控制器凭借其高性能和丰富的外设资源，成为实现此类功能的理想选择。本教程将详细介绍如何利用STM32CubeMX图形化配置工具，快速搭建硬件I2C通信框架，并读取光照度传感器（如BH1750）的数据。本指南源于涂鸦开发者社区及电子技术论坛的实践经验，旨在为计算机软硬件技术开发者提供一份清晰、可操作的超级干货。

一、开发环境与硬件准备

1. 核心硬件：

• 一款STM32系列开发板（如STM32F103C8T6）。

• 光照度传感器模块（推荐BH1750，它支持I2C接口，量程0-65535 lux，精度高）。

• 杜邦线若干，用于连接开发板与传感器。

1. 软件工具：

• STM32CubeMX：用于初始化配置和代码生成。

• IDE：Keil MDK或STM32CubeIDE，用于编写和调试代码。

• 串口调试助手：用于查看输出数据。

二、STM32CubeMX项目配置步骤

1. 创建新项目：打开STM32CubeMX，选择对应的STM32型号，并创建一个新工程。

1. 配置系统时钟：在“Clock Configuration”选项卡中，根据开发板外部晶振频率设置系统时钟（例如，使用8MHz外部晶振，通过PLL倍频至72MHz）。

1. 启用硬件I2C：

• 在“Pinout & Configuration”界面，找到“Connectivity”下的I2C模块（如I2C1）。

• 将I2C模式设置为“I2C”，并配置SCL和SDA引脚（通常自动分配，如PB6和PB7）。

• 在参数设置中，调整I2C速度为标准模式（100kHz）或快速模式（400kHz），根据传感器规格选择。

1. 配置串口用于调试：启用一个USART模块（如USART1），设置波特率为115200，以便通过串口打印传感器数据。

1. 生成代码：点击“Project Manager”，设置项目名称、路径和IDE类型，然后生成代码。STM32CubeMX将自动生成初始化代码，包括I2C和USART的HAL库驱动。

三、代码实现与传感器读取

1. 编写BH1750驱动函数：在生成的工程中，添加传感器操作代码。BH1750的I2C地址通常为0x23（或0x5C），支持连续测量模式。示例代码如下：

`c // 发送命令函数 void BH1750SendCmd(uint8_t cmd) { HALI2CMasterTransmit(&hi2c1, BH1750ADDR, &cmd, 1, HALMAXDELAY); }

// 读取光照度数据
float BH1750ReadLight(void) {
uint8t data[2];
float lux;
HALI2CMasterReceive(&hi2c1, BH1750ADDR, data, 2, HALMAX_DELAY);
lux = (data[0] << 8 | data[1]) / 1.2; // 根据传感器公式计算
return lux;
}
`

1. 初始化传感器：在main函数中，调用BH1750SendCmd(0x10)设置为连续高分辨率模式。

1. 主循环数据读取：在while循环中，定期读取数据并通过串口输出：

while (1) {
float light = BH1750ReadLight();
printf("Light Intensity: %.2f lux\r\n", light);
HAL_Delay(1000); // 每秒读取一次
}

四、调试与优化建议

1. 硬件连接检查：确保I2C线路连接正确，SCL和SDA引脚需加上拉电阻（通常模块已集成）。

1. 错误处理：在实际应用中，添加HAL_I2C函数的返回值检查，以处理通信失败情况。

1. 低功耗考虑：对于电池供电设备，可在空闲时切换传感器到休眠模式，并通过中断唤醒。

1. 数据滤波：为减少噪声，可采用滑动平均或中值滤波算法处理原始数据。

五、扩展应用

本教程为基础实现，开发者可进一步将数据上传至云平台（如涂鸦IoT平台），构建完整的智能光照监测系统。结合其他传感器（温湿度、人体感应），可实现更复杂的自动化场景，这正是电子技术论坛中广受欢迎的开发方向。

通过STM32CubeMX的图形化配置，开发者能快速上手硬件I2C，避免底层寄存器操作的繁琐。希望这份干货教程能帮助您在嵌入式开发中高效实现光照度读取功能，并激发更多创新应用！