【罗姆传感器评估板试用体验连载】之五 ——基于ARDUINO和传感器BM1390GLV的压力开关设计

PCB

作为完结篇，本帖试图完成以下目标：利用内置I2C总线且具有防水功能的压力传感器，配备简单人机接口，根据检测压力值执行相应动作。这些部件可以组成液位开关或呼吸机压力检测及控制的功能原型。为此，我们基于ARDUINO和ROHM的BM1390GLV作为主控和传感器，加入0.96”的OLED屏，按键及继电器，组成了一个简单的压力开关。（图1）

图1

显然，在之前的试用中我们已经有了主控器和传感器，还有OLED屏，但不幸的是由于疫情居家隔离，设计图中的按键和继电器并不在工具箱里，为了将项目的检测控制过程可视化，找到了红绿LED灯并将其焊在了一块废PCB上，作为压力正常和超限报警的指示（图2）。抱歉做了改动和简化，但它的价值原本就在于探讨BM1390GLV作为压力传感器的应用可能，管中窥豹，引导聪明的电子发烧友们了解传感器的魅力并拓展出更多更丰富的应用场景。

图2

将BM1390GLV传感器插入传感器扩展板的I2C接口，而扩展板和ARDUINO也通过排针排母连接好，按照图1指示用杜邦线连接OLED屏和红绿LED灯。如此，一个简陋但包括了输入输出且有显示功能的压力开关出现了。（图3）

图3

接着就是软件部分了。程序中主要包括传感器和OLED的驱动，本人编程水平实在low，但受共享开放的开源精神鼓舞，把主要部分源码摘录，如果能给网友一点点帮助，实属荣幸。

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//本程序仅供交流学习使用
// 版本号 : v1.0
// 作者 : BRUCEHAO
// 生成日期 : 2022-3-20
// 功能描述 : 基于ARDUINO的采用BM1390GLV-Z压力传感器带OLED显示的压力指示开关
// 说明:
// 0.96OLED屏SPI接口：GND-电源地 VCC-5v D0-13 D1-11 RES-8 DC-9 CS-10
// BM1390GLV-Z连接传感器扩展板J5 I2C接口
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#include
#include
#include
#include
#include "oledfont.h"
#define SYSTEM_BAUDRATE (9600)
#define SYSTEM_WAIT (200) // ms
#define ALARM (1017) //hpa
BM1390GLV bm1390glv;
#define scl 13 //SCLK
#define sda 11 //MOSI
#define res 8 //RES
#define dc 9 //DC
#define cs 10 //CS
#define red 6 //红灯
#define green 7 //绿灯
#define OLED_SCL_Clr() digitalWrite(scl,LOW)//SCL
#define OLED_SCL_Set() digitalWrite(scl,HIGH)
#define OLED_SDA_Clr() digitalWrite(sda,LOW)//SDA
#define OLED_SDA_Set() digitalWrite(sda,HIGH)
#define OLED_RES_Clr() digitalWrite(res,LOW)//RES
#define OLED_RES_Set() digitalWrite(res,HIGH)
#define OLED_DC_Clr() digitalWrite(dc,LOW)//DC
#define OLED_DC_Set() digitalWrite(dc,HIGH)
#define OLED_CS_Clr() digitalWrite(cs,LOW)//CS
#define OLED_CS_Set() digitalWrite(cs,HIGH)
#define LED_RED_ON() digitalWrite(red,LOW)//red
#define LED_RED_OFF() digitalWrite(red,HIGH)
#define LED_GREEN_ON() digitalWrite(green,LOW)//green
#define LED_GREEN_OFF() digitalWrite(green,HIGH)
#define OLED_CMD 0 //写命令
#define OLED_DATA 1 //写数据
void setup()
{
int32_t result;
Serial.begin(SYSTEM_BAUDRATE);
while (!Serial) {
}
Wire.begin();
result = bm1390glv.init();
if (result == BM1390GLV_COMM_OK) {
(void)bm1390glv.start();
}
OLED_Init();
OLED_ColorTurn(0);//0正常显示 1反色显示
OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1翻转180度显示
OLED_Clear();
}
void loop()
{
int32_t result;
float32 press, temp;
result = bm1390glv.get_val(&press, &temp);
if (result == BM1390GLV_COMM_OK) {
(void)Serial.write("Pressure(hPa):Temperature(degree Celsius) = ");
(void)Serial.print(press);
(void)Serial.write(", ");
(void)Serial.print(temp);
(void)Serial.println();
}
OLED_ShowChinese(16,0,0,16);//电
OLED_ShowChinese(34,0,1,16);//子
OLED_ShowChinese(52,0,2,16);//发
OLED_ShowChinese(70,0,3,16);//烧
OLED_ShowChinese(88,0,4,16);//友
OLED_ShowString(26,2,"BM1390GLV",16);
OLED_ShowString(8,4,"Pressure:",16);
OLED_ShowNum(48,6,press,4,16);
OLED_ShowString(88,6,"hPa",16);
if (press
LED_RED_OFF(); }
else{ LED_RED_ON();
LED_GREEN_OFF();}
delay(SYSTEM_WAIT);
return;
}
//OLED的初始化
void OLED_Init(void)
{
pinMode(red,OUTPUT);//设置数字6
pinMode(green,OUTPUT);//设置数字7
pinMode(scl,OUTPUT);//设置数字8
pinMode(sda,OUTPUT);//设置数字9
pinMode(res,OUTPUT);//设置数字10
pinMode(dc,OUTPUT);//设置数字11
pinMode(cs,OUTPUT);//设置数字12
SPCR=(1<
OLED_RES_Clr();
delay(200);
OLED_RES_Set();
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--turn off oled panel
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address Set Mapping RAM Display Start Line (0x00~0x3F)
OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD);//--set contrast control register
OLED_WR_Byte(0xCF,OLED_CMD); // Set SEG Output Current Brightness
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//--Set SEG/Column Mapping 0xa0左右反置 0xa1正常
OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Set COM/Row Scan Direction 0xc0上下反置 0xc8正常
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--set normal display
OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
OLED_WR_Byte(0x3f,OLED_CMD);//--1/64 duty
OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset Shift Mapping RAM Counter (0x00~0x3F)
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//-not offset
OLED_WR_Byte(0xd5,OLED_CMD);//--set display clock divide ratio/oscillator frequency
OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//--set divide ratio, Set Clock as 100 Frames/Sec
OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//--set pre-charge period
OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//Set Pre-Charge as 15 Clocks & Discharge as 1 Clock
OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//--set com pins hardware configuration
OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);
OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//--set vcomh
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//Set VCOM Deselect Level
OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD);//-Set Page Addressing Mode (0x00/0x01/0x02)
OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//--set Charge Pump enable/disable
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//--set(0x10) disable
OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD);// Disable Entire Display On (0xa4/0xa5)
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);// Disable Inverse Display On (0xa6/a7)
OLED_Clear();
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); /*display ON*/
}
void OLED_ColorTurn(u8 i)
{
if(!i) OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//正常显示
else OLED_WR_Byte(0xA7,OLED_CMD);//反色显示
}
//屏幕旋转180度
void OLED_DisplayTurn(u8 i)
{
if(i==0)
{
OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//正常显示
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);
}
else
{
OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD);//反转显示
OLED_WR_Byte(0xA0,OLED_CMD);
}
}
//写入一个字节
void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd)
{
u8 i;
if(cmd)
OLED_DC_Set();
else
OLED_DC_Clr();
OLED_CS_Clr();
SPDR=dat;
while(!(SPSR&(1<
OLED_CS_Set();
OLED_DC_Set();
}
//坐标设置
void OLED_Set_Pos(u8 x, u8 y)
{
OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD);
OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD);
OLED_WR_Byte((x&0x0f),OLED_CMD);
}
//开启OLED显示
void OLED_Display_On(void)
{
OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令
OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD); //DCDC ON
OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD); //DISPLAY ON
}
//关闭OLED显示
void OLED_Display_Off(void)
{
OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令
OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD); //DCDC OFF
OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD); //DISPLAY OFF
}
//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!!
void OLED_Clear(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址（0~7）
OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址
OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址
for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(0,OLED_DATA);
} //更新显示
}
//在指定位置显示一个字符
//x:0~127
//y:0~63
//sizey:选择字体 6x8 8x16
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,const u8 chr,u8 sizey)
{
u8 c=0,sizex=sizey/2,temp;
u16 i=0,size1;
if(sizey==8)size1=6;
else size1=(sizey/8+((sizey%8)?1:0))*(sizey/2);
c=chr-' ';//得到偏移后的值
OLED_Set_Pos(x,y);
for(i=0;i
{
if(i%sizex==0&&sizey!=8) OLED_Set_Pos(x,y++);
if(sizey==8)
{
temp=pgm_read_byte(&asc2_0806[c][i]);
OLED_WR_Byte(temp,OLED_DATA);//6X8字号
}
else if(sizey==16)
{
temp=pgm_read_byte(&asc2_1608[c][i]);
OLED_WR_Byte(temp,OLED_DATA);//8x16字号
}
else return;
}
}
//m^n函数
u32 oled_pow(u8 m,u8 n)
{
u32 result=1;
while(n--)result*=m;
return result;
}
//显示数字
//x,y :起点坐标
//num:要显示的数字
//len :数字的位数
//sizey:字体大小
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 sizey)
{
u8 t,temp,m=0;
u8 enshow=0;
if(sizey==8)m=2;
for(t=0;t
{
temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;
if(enshow==0&&t<(len-1))
{
if(temp==0)
{
OLED_ShowChar(x+(sizey/2+m)*t,y,' ',sizey);
continue;
}else enshow=1;
}
OLED_ShowChar(x+(sizey/2+m)*t,y,temp+'0',sizey);
}
}
//显示一个字符号串
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const char *chr,u8 sizey)
{
u8 j=0;
while (chr[j]!='\0')
{
OLED_ShowChar(x,y,chr[j++],sizey);
if(sizey==8)x+=6;
else x+=sizey/2;
}
}
//显示汉字
void OLED_ShowChinese(u8 x,u8 y,const u8 no,u8 sizey)
{
u16 i,size1=(sizey/8+((sizey%8)?1:0))*sizey;
u8 temp;
for(i=0;i
{
if(i%sizey==0) OLED_Set_Pos(x,y++);
if(sizey==16)
{
temp=pgm_read_byte(&Hzk[no][i]);
OLED_WR_Byte(temp,OLED_DATA);//16x16字号
}
// else if(sizey==xx) OLED_WR_Byte(xxx[c][i],OLED_DATA);//用户添加字号
else return;
}
}
//显示图片
//x,y显示坐标
//sizex,sizey,图片长宽
//BMP：要显示的图片
void OLED_DrawBMP(u8 x,u8 y,u8 sizex, u8 sizey,const u8 BMP[])
{
u16 j=0;
u8 i,m,temp;
sizey=sizey/8+((sizey%8)?1:0);
for(i=0;i
{
OLED_Set_Pos(x,i+y);
for(m=0;m
{
temp=pgm_read_byte(&BMP[j++]);
OLED_WR_Byte(temp,OLED_DATA);
}
}
}