CW32模塊使用 MLX90614無接觸測(cè)溫傳感器

MLX90614 系列模塊是一組通用的紅外測(cè)溫模塊。在出廠前該模塊已進(jìn)行校驗(yàn)及線性化，具有非接觸、體積小、精度高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。被測(cè)目標(biāo)溫度和環(huán)境溫度能通過單通道輸出，并有兩種輸出接口，適合于汽車空調(diào)、室內(nèi)暖氣、家用電器、手持設(shè)備以及醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用等。測(cè)溫方式可分為接觸式和非接觸式，接觸式測(cè)溫只能測(cè)量被測(cè)物體與測(cè)溫傳感器達(dá)到熱平衡后的溫度，所以響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，且極易受環(huán)境溫度的影響；而紅外測(cè)溫是根據(jù)被測(cè)物體的紅外輻射能量來確定物體的溫度，不與被測(cè)物體接觸，具有影響動(dòng)被測(cè)物體溫度分布場(chǎng)，溫度分辨率高、響應(yīng)速度快、測(cè)溫范圍廣、不受測(cè)溫上限的限制、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，所以我們選擇mlx90614來作為紅外測(cè)溫模塊。

單片機(jī)與mlx90614紅外測(cè)溫模塊之間通信的方式是“類IIC”通信，意思就是通信方式跟IIC通信方式很像但又不是IIC，它有另外一個(gè)名字叫做SMBus。SMBus (System Management Bus)是 1995 年由 intel 公司提出的一種高效同步串行總線，SMBus 只有兩根信號(hào)線:雙向數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘信號(hào)線，容許 CPU 與各種外圍接口器件以串行方式進(jìn)行通信、交換信息，即可以提高傳輸速度也可以減小器件的資源占用，另外即使在沒有SMBus 接口的單片機(jī)上也可利用軟件進(jìn)行模擬。

1、模塊來源

模塊實(shí)物展示：

資料下載鏈接：
https://pan.baidu.com/s/1AsEBvVCiNAvTKqTeGSA60w
提取碼：g06n

2、規(guī)格參數(shù)

工作電壓：4.5~5.5V

工作電流：1.3~2.5mA

以上信息見廠家資料文件

3、移植過程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【能夠測(cè)量物體溫度和環(huán)境溫度的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

MLX90614中有兩個(gè)存儲(chǔ)器，分別為EEPROM和RAM。

MLX90614中共有32個(gè)字長(zhǎng)為16位的EEPROM存儲(chǔ)單元，其地址為000H—01FH。EEPROM中所有的寄存器都是可以通過SMBus進(jìn)行讀取，但只有部分寄存器是可以進(jìn)行改寫的(地址為0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05*，0x0E, 0x0F, 0x19)。可改寫部分如下圖所示。因在出廠前模塊已進(jìn)行校驗(yàn)及線性化，所以我們直接使用默認(rèn)參數(shù)，不需要修改。

MLX90614中總共有32個(gè)17位的RAM存儲(chǔ)單元，用戶不能通過RAM來寫入數(shù)據(jù)，只能讀取RAM中的部分存儲(chǔ)單元讀取16位存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。其采集的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)保存在地址06H存儲(chǔ)單元中，采集的被測(cè)物體溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在07H存儲(chǔ)單元中。因此運(yùn)用存儲(chǔ)在RAM地址中的數(shù)據(jù)，通過公式的計(jì)算，可以得到環(huán)境溫度Ta及被測(cè)物體溫度數(shù)據(jù)To。

需要注意的是數(shù)據(jù)的低8位在前面，高8位在后。

器件地址（Slave Address）在數(shù)據(jù)手冊(cè)中有說明，默認(rèn)器件地址為0X5A；

命令（Command）是根據(jù)要控制的是RAM還是eeprom來決定一個(gè)字節(jié)中的BIT7~BIT5。剩余的BIT4~BIT0由要操控的地址決定。

例如，我要讀取RAM的Ta溫度數(shù)據(jù)，則命令組成見下表。其中RAM地址為000x_xxxx，Ta溫度數(shù)據(jù)地址為0x06=0000_0110，只取低5位則為xxx0_0110。

PEC是一個(gè)多項(xiàng)式為X8+X2+X1+1的CRC-8校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)手冊(cè)中舉了兩個(gè)例子。其中0xB4為器件地址左移一位后的值。

得到溫度的原始數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)的說明進(jìn)行換算即可得到溫度。

以上是手冊(cè)中舉了一個(gè)例子，如果讀取到的溫度數(shù)據(jù)是0X3AF7，其10進(jìn)制為15095，將10進(jìn)制數(shù) 除以50或者乘以0.02得到301.9，再減去273.15即可得到實(shí)際溫度。

溫度 = 溫度原始數(shù)據(jù) * 0.02 - 273.15

該溫度換算公式對(duì)To和Ta都適用。

3.2引腳選擇

模塊接線圖

3.3移植至工程

工程模板參考入門手冊(cè)的工程模板

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_mlx90614.c與bsp_mlx90614.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_mlx90614.c中，編寫如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-ALP    first version
 */

#include "bsp_mlx90614.h"
#include "stdio.h"


/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：MLX90614_GPIO_Init
 * 函 數(shù) 說 明：MLX90614的引腳初始化
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：MLX90614是5V，而且開發(fā)板開發(fā)板的引腳輸出是3.3V，
 *             故設(shè)置引腳模式時(shí)，必須設(shè)置為開漏模式
******************************************************************/
void MLX90614_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體

    RCC_MLX90614_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘

    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SCL|GPIO_SDA;             // GPIO引腳
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;           // 開漏輸出
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;              // 輸出速度高
    GPIO_Init(PORT_MLX90614, &GPIO_InitStruct);              // 初始化
}


/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Start
 * 函 數(shù) 說 明：IIC起始時(shí)序
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Start(void)
{
        SDA_OUT();

        SDA(1);
        delay_us(5);
        SCL(1);
        delay_us(5);

        SDA(0);
        delay_us(5);
        SCL(0);
        delay_us(5);

}
/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Stop
 * 函 數(shù) 說 明：IIC停止信號(hào)
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Stop(void)
{
        SDA_OUT();
        SCL(0);
        SDA(0);

        SCL(1);
        delay_us(5);
        SDA(1);
        delay_us(5);

}

/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：IIC_Send_Ack
 * 函 數(shù) 說 明：主機(jī)發(fā)送應(yīng)答或者非應(yīng)答信號(hào)
 * 函 數(shù) 形 參：0發(fā)送應(yīng)答  1發(fā)送非應(yīng)答
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void IIC_Send_Ack(unsigned char ack)
{
        SDA_OUT();
        SCL(0);
        SDA(0);
        delay_us(5);
        if(!ack) SDA(0);
        else     SDA(1);
        SCL(1);
        delay_us(5);
        SCL(0);
        SDA(1);
}


/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：I2C_WaitAck
 * 函 數(shù) 說 明：等待從機(jī)應(yīng)答
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：0有應(yīng)答  1超時(shí)無應(yīng)答
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
unsigned char I2C_WaitAck(void)
{
        char ack = 0;
        unsigned char ack_flag = 10;
        SCL(0);
        SDA(1);
        SDA_IN();
        delay_us(5);
        SCL(1);
        delay_us(5);

        while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )
        {
                        ack_flag--;
                        delay_us(5);
        }

        if( ack_flag <= 0 )
        {
                        IIC_Stop();
                        return 1;
        }
        else
        {
                        SCL(0);
                        SDA_OUT();
        }
        return ack;
}

/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：Send_Byte
 * 函 數(shù) 說 明：寫入一個(gè)字節(jié)
 * 函 數(shù) 形 參：dat要寫人的數(shù)據(jù)
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
void Send_Byte(uint8_t dat)
{
        int i = 0;
        SDA_OUT();
        SCL(0);//拉低時(shí)鐘開始數(shù)據(jù)傳輸

        for( i = 0; i < 8; i++ )
        {
                SDA( (dat & 0x80) >> 7 );
                delay_us(1);
                SCL(1);
                delay_us(5);
                SCL(0);
                delay_us(5);
                dat

	

	在文件bsp_mlx90614.h中，編寫如下代碼。

	
/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-ALP    first version
 */

#ifndef _BSP_MLX90614_H_
#define _BSP_MLX90614_H_

#include "board.h"

//端口移植
#define RCC_MLX90614_ENABLE()   __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define PORT_MLX90614               CW_GPIOA


#define GPIO_SDA                    GPIO_PIN_1
#define GPIO_SCL                    GPIO_PIN_0

//設(shè)置SDA輸出模式
#define SDA_OUT()   {        
                        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                
                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                 
                        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;      
                        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;         
                        GPIO_Init(PORT_MLX90614, &GPIO_InitStruct);         
                     }
//設(shè)置SDA輸入模式
#define SDA_IN()    {        
                        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;                
                        GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_SDA;                 
                        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;   
                        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;         
                        GPIO_Init(PORT_MLX90614, &GPIO_InitStruct);         
                    }
//獲取SDA引腳的電平變化
#define SDA_GET()       GPIO_ReadPin(PORT_MLX90614, GPIO_SDA)
//SDA與SCL輸出
#define SDA(x)          GPIO_WritePin(PORT_MLX90614, GPIO_SDA, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )
#define SCL(x)          GPIO_WritePin(PORT_MLX90614, GPIO_SCL, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET) )



void MLX90614_GPIO_Init(void);
float MLX90614_Read(unsigned char SlaveAddr, unsigned char RegAddr);

void IIC_Stop(void);
#endif

	

	4、移植驗(yàn)證

	在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

	
/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-20     LCKFB-ALP    first version
 */
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_mlx90614.h"

int32_t main(void)
{
    board_init();        // 開發(fā)板初始化

    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200

    MLX90614_GPIO_Init();
    printf("Startrn");
    while(1)
    {
        float t = MLX90614_Read(0X5A, 0X07);
        if( t != 0)
        {
            printf("temperature = %.2frn", t);
        }
        delay_ms(1000);
    }
}

	

	移植現(xiàn)象：測(cè)量手心溫度為36℃左右。

	

	模塊移植成功案例代碼：

	鏈接：https://pan.baidu.com/s/1Ts1A7Eqng7yCa2YabmI6_A?pwd=LCKF

	提取碼：LCKF


	審核編輯 黃宇