STM32实现MLX90614非接触测温串口显示(标准库与HAL库实现)

目录

模块选择

编程环境

 MLX90614基本原理

通信协议(SMBus通信,类IIC通信)

代码实现

STM32与模块之间接线表

1.标准库实现温度采集

2.HAL库实现温度采集


模块选择

        ·STM32F103C8T6

        ·MLX90614 非接触式红外测温传感器

编程环境

        ·KEIL5(μVision V5.30.0.0) 其它版本影响并不大

         ·STM32CubeMX,版本不限

         ·串口助手

 MLX90614基本原理

 引脚说明

编号名称功能
1VCC电源正,3-5V
2GND电源地
3SCL串行时钟输入
4SDA串行地址和数据输入/输出

MLX90614是一种红外温度计,用于非接触式温度测量。红外测温是根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触,具有不影响被测物体温度分布场,温度分辨率高、响应速度快、测温范围广、不受测温上限的限制、稳定性好等特点。适合于汽车空调、室内暖气、家用电器、手持设备以及医疗设备应用等。

MLX90614的出厂校准温度范围很广:环境温度为-40°C——125°C,目标温度为-70°C——380°C。测量值是传感器视场中所有物体的平均温度。在室温下,MLX90614的标准精确度为±0.5°C。

 MLX90614由MLX81101红外热电堆传感器和包括含有稳压电路、低噪声放大器、A/D转换器、DSP单元、脉宽调制电路及逻辑控制电路的MLX90302信号处理芯片构成。

其工作原理为:红外热电堆传感器输出的温度信号经过内部低噪声、低失调的运算放大器(OPA)放大后经过A/D转换器(ADC)转换为17位数字信号通过可编程FIR及IIR低通数字滤波器(即DSP)处理后输出,输出结果存储在其内部RAM存储单元中。
MLX90614 是由内部状态机控制物体温度和环境温度的测量和计算,进行温度后处理,并将结果通过 PWM 或是 SMBus 模式输出。 ASSP 支持两个 IR 传感器。 (MLX90614xAx 只有一个 IR 传感器) IR 传感器的输出通过增益可编程的低噪声低失 调电压放大器放大,经过 Sigma Delta 调制器转换为单一比特流并反馈给 DSP 做后续的处理。信号通过可编程的 (用 EEPROM 实现) FIR 和 IIR 低通滤波器以进一步减低输入信号的带宽从而达到所需的噪声特性和刷新率。IIR 滤波器的输出为测量结果并存于内部 RAM 中,其中三个单元可被用到:一个是片内温度传感器(片上 PTAT 或 PTC),其余两个为 IR 传感器。 基于以上测量结果,计算出对应的环境温度 Ta物体温度 To,两个温度分辨率都为 0.01 ˚C。Ta 和 To 可通过两种方式读取:通过两线接口读取 RAM 单元,(0.02°C 分辨率,固定范围) 或者通过 PWM 数字模式输出。 (10 位分辨率, 范围可配置) 测量周期的最后一步为:测量所得 Ta 和 To 被重新调节为 PWM 所需的输出分辨率,并且该数据存在 PWM 状态 机的寄存器中,状态机可以产生固定频率和一定占空比来表示测量的数据。

通信协议(SMBus通信,类IIC通信)

单片机与MLX90614红外测温模块之间通信的方式是“类IIC”通信,意思就是通信方式跟IIC通信方式很像但又不是IIC,它有另外一个名字叫做SMBus。SMBus (System Management Bus)是 1995 年由 intel 公司提出的一种高效同步串行总线,SMBus 只有两根信号线:双向数据线和时钟信号线,容许 CPU 与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息,既可以提高传输速度也可以减小器件的资源占用,另外即使在没有SMBus 接口的单片机上也可利用软件进行模拟。

代码实现

STM32与模块之间接线表

MLX90614STM32F103C8T6
VCCVCC
GNDGND
SCLPB8
SDAPB9
-PA9(USART1_ TX)
-PA10(USART1_RX)

1.标准库实现温度采集

主函数:

int main(void)
{	float Temperature=10;char temStr[100] = "";int i = 0;			//	循环变量delay_init();		//	延时函数初始化配置uart_init(115200);USART_SendData(USART1, 'A');Mlx96014_Configuration();/* Infinite loop */while (1){Temperature=SMBus_ReadTemp();sprintf(temStr,"The Temperature is:%.2f\r\n",Temperature);for(i=0;i<strlen(temStr);i++){USART_SendData(USART1, temStr[i]);delay_ms(1);}delay_ms(500);}
}

mlx90614.c

/*******************************************************************************
* 文件名   : mlx90614.c
* 作  者        : 
* 版  本        : 
* 日  期        : 2015-08-07
* 描  述        : mlx90614函数
*******************************************************************************/
#include "stm32f10x.h"
#include "mlx90614.h"/*******************************************************************************
* Function Name  : Mlx90614_Configuration
* Description    : Mlx90614_Configuration
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void Mlx96014_Configuration(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO; //声明一个结构体变量RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);// 温度传感器引脚配置GPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//非接触温度传感器SDA 连接PB9GPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//管脚频率为50MHZGPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;//输出模式为GPIO_Init(GPIOB,&GPIO);//初始化GPIOB寄存器GPIO.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;//非接触温度传感器SCL 连接PB8GPIO.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//管脚频率为50MHZGPIO.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;//输出模式为GPIO_Init(GPIOB,&GPIO);//初始化GPIOB寄存器SDA_H;SCL_H; //因为SMBus是下降沿触发
}/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_StartBit
* Description    : Generate START condition on SMBus
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void SMBus_StartBit(void)
{SDA_H;               // Set SDA line SMBus_Delay(1);      // Wait a few microseconds SCL_H;               // Set SCK line  SMBus_Delay(5);      // Generate bus free time between StopSDA_L;               // Clear SDA lineSMBus_Delay(10);     // Hold time after (Repeated) Start// Condition. After this period, the first clock is generated.//(Thd:sta=4.0us min)SCL_L;               // Clear SCK lineSMBus_Delay(2);      // Wait a few microseconds
}/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_StopBit
* Description    : Generate STOP condition on SMBus
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/void SMBus_StopBit(void)
{SCL_L;                // Clear SCK lineSMBus_Delay(5);       // Wait a few microsecondsSDA_L;                // Clear SDA lineSMBus_Delay(5);       // Wait a few microsecondsSCL_H;                // Set SCK lineSMBus_Delay(10);      // Stop condition setup time(Tsu:sto=4.0us min)SDA_H;                // Set SDA line
}/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_SendByte
* Description    : Send a byte on SMBus
* Input          : Tx_buffer
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
u8 SMBus_SendByte(u8 Tx_buffer)
{u8        Bit_counter;u8        Ack_bit;u8        bit_out;for(Bit_counter=8; Bit_counter; Bit_counter--){if (Tx_buffer&0x80){bit_out=1;       // If the current bit of Tx_buffer is 1 set bit_out}else{bit_out=0;      // else clear bit_out}SMBus_SendBit(bit_out);           // Send the current bit on SDATx_buffer<<=1;                    // Get next bit for checking}Ack_bit=SMBus_ReceiveBit();           // Get acknowledgment bitreturn        Ack_bit;
}/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_SendBit
* Description    : Send a bit on SMBus
* Input          : bit_out
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void SMBus_SendBit(u8 bit_out)
{if(bit_out==0){SDA_L;   }else{SDA_H;}SMBus_Delay(2);                            // Tsu:dat = 250ns minimumSCL_H;                                     // Set SCK lineSMBus_Delay(10);                           // High Level of Clock PulseSCL_L;                                     // Clear SCK lineSMBus_Delay(10);                           // Low Level of Clock Pulse
//        SMBUS_SDA_H();                       // Master release SDA line ,return;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_ReceiveBit
* Description    : Receive a bit on SMBus
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : Ack_bit
*******************************************************************************/
u8 SMBus_ReceiveBit(void)
{u8 Ack_bit;SDA_H;             //引脚靠外部电阻上拉,当作输入SCL_H;             // Set SCL lineSMBus_Delay(2);    // High Level of Clock Pulseif (SMBUS_SDA_PIN){Ack_bit=1;}else{Ack_bit=0;}SCL_L;                    // Clear SCL lineSMBus_Delay(4);           // Low Level of Clock Pulsereturn   Ack_bit;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_ReceiveByte
* Description    : Receive a byte on SMBus
* Input          : ack_nack
* Output         : None
* Return         : RX_buffer
*******************************************************************************/
u8 SMBus_ReceiveByte(u8 ack_nack)
{u8        RX_buffer;u8        Bit_Counter;for(Bit_Counter=8; Bit_Counter; Bit_Counter--){if(SMBus_ReceiveBit())         // Get a bit from the SDA line{RX_buffer <<= 1;           // If the bit is HIGH save 1  in RX_bufferRX_buffer |=0x01;}else{RX_buffer <<= 1;           // If the bit is LOW save 0 in RX_bufferRX_buffer &=0xfe;}}SMBus_SendBit(ack_nack);           // Sends acknowledgment bitreturn RX_buffer;
}/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_Delay
* Description    : 延时  一次循环约1us
* Input          : time
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void SMBus_Delay(u16 time)
{u16 i, j;for (i=0; i<4; i++){for (j=0; j<time; j++);}
}/******************************************************************************** Function Name  : SMBus_ReadMemory* Description    : READ DATA FROM RAM/EEPROM* Input          : slaveAddress, command* Output         : None* Return         : Data
*******************************************************************************/
u16 SMBus_ReadMemory(u8 slaveAddress, u8 command)
{u16 data;               // Data storage (DataH:DataL)u8 Pec;                 // PEC byte storageu8 DataL=0;             // Low data byte storageu8 DataH=0;             // High data byte storageu8 arr[6];              // Buffer for the sent bytesu8 PecReg;              // Calculated PEC byte storageu8 ErrorCounter;        // Defines the number of the attempts for communication with MLX90614ErrorCounter=0x00;                                // Initialising of ErrorCounterslaveAddress <<= 1;        //2-7位表示从机地址do{
repeat:SMBus_StopBit();                //If slave send NACK stop comunication--ErrorCounter;                 //Pre-decrement ErrorCounterif(!ErrorCounter)               //ErrorCounter=0?{break;                      //Yes,go out from do-while{}}SMBus_StartBit();               //Start conditionif(SMBus_SendByte(slaveAddress))//Send SlaveAddress 最低位Wr=0表示接下来写命令{goto  repeat;               //Repeat comunication again}if(SMBus_SendByte(command))     //Send command{goto    repeat;             //Repeat comunication again}SMBus_StartBit();                //Repeated Start conditionif(SMBus_SendByte(slaveAddress+1))  //Send SlaveAddress 最低位Rd=1表示接下来读数据{goto        repeat;           //Repeat comunication again}DataL = SMBus_ReceiveByte(ACK);   //Read low data,master must send ACKDataH = SMBus_ReceiveByte(ACK);   //Read high data,master must send ACKPec = SMBus_ReceiveByte(NACK);    //Read PEC byte, master must send NACKSMBus_StopBit();                  //Stop conditionarr[5] = slaveAddress;        arr[4] = command;arr[3] = slaveAddress+1;         //Load array arrarr[2] = DataL;                 arr[1] = DataH;                arr[0] = 0;                   PecReg=PEC_Calculation(arr);     //Calculate CRC}while(PecReg != Pec);                //If received and calculated CRC are equal go out from do-while{}data = (DataH<<8) | DataL;       //data=DataH:DataLreturn data;
}/*******************************************************************************
* Function Name  : PEC_calculation
* Description    : Calculates the PEC of received bytes
* Input          : pec[]
* Output         : None
* Return         : pec[0]-this byte contains calculated crc value
*******************************************************************************/
u8 PEC_Calculation(u8 pec[])
{u8         crc[6];u8        BitPosition=47;u8        shift;u8        i;u8        j;u8        temp;do{/*Load pattern value 0x000000000107*/crc[5]=0;crc[4]=0;crc[3]=0;crc[2]=0;crc[1]=0x01;crc[0]=0x07;/*Set maximum bit position at 47 ( six bytes byte5...byte0,MSbit=47)*/BitPosition=47;/*Set shift position at 0*/shift=0;/*Find first "1" in the transmited message beginning from the MSByte byte5*/i=5;j=0;while((pec[i]&(0x80>>j))==0 && i>0){BitPosition--;if(j<7){j++;}else{j=0x00;i--;}}/*End of while *//*Get shift value for pattern value*/shift=BitPosition-8;/*Shift pattern value */while(shift){for(i=5; i<0xFF; i--){if((crc[i-1]&0x80) && (i>0)){temp=1;}else{temp=0;}crc[i]<<=1;crc[i]+=temp;}/*End of for*/shift--;}/*End of while*//*Exclusive OR between pec and crc*/for(i=0; i<=5; i++){pec[i] ^=crc[i];}/*End of for*/}while(BitPosition>8); /*End of do-while*/return pec[0];
}/******************************************************************************** Function Name  : SMBus_ReadTemp* Description    : Calculate and return the temperature* Input          : None* Output         : None* Return         : SMBus_ReadMemory(0x00, 0x07)*0.02-273.15
*******************************************************************************/
float SMBus_ReadTemp(void)
{   return SMBus_ReadMemory(SA, RAM_ACCESS|RAM_Ta)*0.02-273.15;
}/*********************************END OF FILE*********************************/

 注意:

float SMBus_ReadTemp(void)
{   return SMBus_ReadMemory(SA, RAM_ACCESS|RAM_Ta)*0.02-273.15;
}

测的是环境温度,如果需要测量物体表面温度。

#define RAM_TOBJ1     0x07 //To1 address in the eeprom	表面温度
#define RAM_Ta     		0x06 //Ta address in the eeprom		环境温度

实现效果:

2.HAL库实现温度采集

 因为代码封装的较好,移植性较好,和标准库代码基本相似,只需要修改部分核心代码。

修改片段:

#define SMBUS_SCK_H()            HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, SMBus_SCL_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define SMBUS_SCK_L()            HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, SMBus_SCL_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define SMBUS_SDA_H()            HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, SMBus_SDA_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define SMBUS_SDA_L()            HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, SMBus_SDA_Pin, GPIO_PIN_RESET)#define SMBUS_SDA_PIN()          HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,SMBus_SDA_Pin)

基本就可以实现数据采集了。

注意:

float SMBus_ReadTemp(void)
{   return (SMBus_ReadMemory(SA, RAM_ACCESS|RAM_TaA)*0.02-273.15);
}

例子中测试的是物体温度,物体表面温度修改:

#define RAM_TOBJ1                 0x07 			//	物体表面温度
#define RAM_TaA                 	0x06 			//	环境温度

这里需要需要注意的地方,CubeMX生成的代码需要修改一下,不然不能实现采集功能。

推挽输出

GPIO_MODE_OUTPUT_PP

修改成 开漏输出模式

GPIO_MODE_OUTPUT_OD

实现效果:

 源码下载链接:

STM32实现MLX90614非接触测温串口显示(标准库与HAL库实现)资源-CSDN文库

吾芯电子工作室

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/1684.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

图数据库:neo4j学习笔记

参考资料&#xff1a;neo4j 教程_w3cschool Springboot集成Neo4j_喝醉的咕咕鸟的博客-CSDN博客 SpringBoot 整合 Neo4j_springboot neo4j_$懒小猿$的博客-CSDN博客 图数据库Neo4j实战&#xff08;全网最详细教程&#xff09;_neo4j使用教程_星川皆无恙的博客-CSDN博客 代码片段…

04 QT坐标系

在QT中默认左上角为原点&#xff0c;即&#xff08;0,0&#xff09;点。x轴右侧为正方向&#xff0c;y轴以下侧为正方向

nosql作业

nosql作业 文章目录 作业一&#xff1a;string list hash结构中&#xff0c;每个至少完成5个命令&#xff0c;包含插入 修改 删除 查询&#xff0c;list 和hash还需要增加遍历的操作命令1、 string类型数据的命令操作&#xff1a;2、 list类型数据的命令操作&#xff1a;3、 ha…

.NET网络编程——TCP通信

一、网络编程的基本概念 : 1. 网络 就是将不同区域的电脑连接到一起&#xff0c;组成局域网、城域网或广域网。把分部在不同地理区域的计算机于专门的外部设备用通信线路 互联成一个规模大、功能强的网络系统&#xff0c;从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息&#xff0c…

坐标系变换的坑

坐标系变换的坑 坐标系变换本来是很简单的事情&#xff0c;公式也很简单。但是卡了我很多天&#xff0c;原因是&#xff1a;两个坐标系的位姿&#xff0c;虽然都是右手系&#xff0c;但我的在顺时针旋转是yaw角是递增的&#xff0c;同事发给我的却是逆时针递减的。 理论上很简…

Jenkins+Robot 接口自动化测试

目录 前言&#xff1a; 设计目标 项目说明 目录结构 配置 jenkins 1.安装插件 2.配置项目 前言&#xff1a; JenkinsRobot是一种常见的接口自动化测试方案&#xff0c;可以实现自动化的接口测试和持续集成。Jenkins是一个流行的持续集成工具&#xff0c;而Robot Framew…

55 # 实现可写流

先在 LinkedList.js 给链表添加一个移除方法 class Node {constructor(element, next) {this.element element;this.next next;} }class LinkedList {constructor() {this.head null; // 链表的头this.size 0; // 链表长度}// 可以直接在尾部添加内容&#xff0c;或者根据…

聊聊ChatGPT是如何组织对话的

为什么要组织对话&#xff1f; 总所周知&#xff0c;ChatGPT的训练大致可分为下图中展示的几个阶段&#xff0c;其中&#xff0c;在Pretraining阶段&#xff0c;模型的训练数据是纯文本&#xff0c;目标是根据上文预测下一个token&#xff0c;而在后面的几个阶段中&#xff0c…

网络安全能力成熟度模型介绍

一、概述 经过多年网络安全工作&#xff0c;一直缺乏网络安全的整体视角&#xff0c;网络安全的全貌到底是什么&#xff0c;一直挺迷惑的。目前网络安全的分类和厂家非常多&#xff0c;而且每年还会冒出来不少新的产品。但这些产品感觉还是像盲人摸象&#xff0c;只看到网络安…

回归预测 | MATLAB实现WOA-CNN鲸鱼算法优化卷积神经网络的数据多输入单输出回归预测

回归预测 | MATLAB实现WOA-CNN鲸鱼算法优化卷积神经网络的数据多输入单输出回归预测 目录 回归预测 | MATLAB实现WOA-CNN鲸鱼算法优化卷积神经网络的数据多输入单输出回归预测效果一览基本介绍程序设计参考资料 效果一览 基本介绍 回归预测 | MATLAB实现WOA-CNN鲸鱼算法优化卷积…

数据采集专家----4通道AD采集子卡推荐

FMC136是一款4通道250MHz采样率16位AD采集FMC子卡&#xff0c;符合VITA57规范&#xff0c;可以作为一个理想的IO模块耦合至FPGA前端&#xff0c;4通道AD通过高带宽的FMC连接器&#xff08;HPC&#xff09;连接至FPGA从而大大降低了系统信号延迟。 该板卡支持板上可编程采样时钟…

Linux进程

Linux进程 对于进程的理解&#xff0c;我们要从计算机的重要的冯诺依曼体系结构讲起&#xff0c;只有知道我们的程序/文件是如何在计算机中被操作运行并输出到显示器中&#xff0c;通过对于操作系统的理解&#xff0c;才能对于进程进行一定的理解。 文章目录 Linux进程冯诺依…

c#示例-json序列化和json树

序列化 由于指针和引用类型的存在&#xff0c;在运行中的程序中&#xff0c;数据不一定是整块的。 可能东一块西一块散落在内存的各个地方。 序列&#xff0c;是指连续且有序的一个整体。序列化就是把数据变为连续有序整体的过程。 经过这样处理后的数据就可以方便的进行传输…

数据结构--时间复杂度与空间复杂度

数据结构–时间复杂度与空间复杂度 文章目录 数据结构--时间复杂度与空间复杂度时间复杂度一、什么是时间复杂度二、具体实例1.大O的渐进表示法2.二分查找的时间复杂度 空间复杂度一、什么是空间复杂度二、具体实例总结 时间复杂度 一、什么是时间复杂度 在计算机科学中&…

云原生微服务应用的平台工程实践

作者&#xff1a;纳海 01 微服务应用云原生化 微服务是一个广泛使用的应用架构&#xff0c;而如何使得微服务应用云原生化却是近些年一直在演进的课题。国内外云厂商对云原生概念的诠释大同小异&#xff0c;基本都会遵循 CNCF 基金会的定义&#xff1a; 云原生技术有利于各组…

【后端面经-Java】JVM垃圾回收机制

【后端面经-Java】JVM垃圾回收机制 1. Where&#xff1a;回收哪里的东西&#xff1f;——JVM内存分配2. Which&#xff1a;内存对象中谁会被回收&#xff1f;——GC分代思想2.1 年轻代/老年代/永久代2.2 内存细分 3. When&#xff1a;什么时候回收垃圾&#xff1f;——GC触发条…

【MySQL】根据MVCC和Read View分析事务的四种隔离级别在读写场景分别是如何体现其隔离性的

目录 一、数据库并发的三种场景 二、读写场景的MVCC 1、3个&#xff08;4个&#xff09;记录隐藏列字段 2、undo log&#xff08;撤销日志&#xff09; 3、模拟MVCC场景 3.1update场景 3.2delete场景 3.3insert 3.4select场景 4、Read View 5、RR和RC的区别 5.1当…

Windows安装激活注意事项

选择语言、版本&#xff08;Windows 10指的是专业版本&#xff09;和体系结构&#xff08;32位/64位&#xff09;&#xff0c;这里自行根据情况选择&#xff08;如果机器预装的是Windows 10家庭中文版则选择家庭中文版&#xff0c;如果预装的是专业版则选择Windows 10。这样原先…

Revit 导出明细表的两种方法!

方法一、Revit中怎么灵活运用明细表格式的导出与导入 在做项目的时候&#xff0c;遇到一些项目需要进行工程量统计的时候&#xff0c;经常需要设置明细表里面的格式&#xff0c;例如字体、表格排布样式等&#xff0c;但是项目一旦多起来&#xff0c;这些工作重复性又太高&#…

适合小公司的自动化部署脚本

背景&#xff08;偷懒&#xff09; 在小小的公司里面&#xff0c;挖呀挖呀挖。快挖不动了&#xff0c;一件事重复个5次&#xff0c;还在人肉手工&#xff0c;身体和心理就开始不舒服了&#xff0c;并且违背了个人的座右铭&#xff1a;“偷懒”是人类进步的第一推动力。 每次想…