• 方案介绍
    • 一、前言
    • 二、简介
    • 三、资料获取
    • 四、设备使用
    • 四、代码编写
    • 五、参考
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【嵌入式外设】 红外测温(MLX90614/LU90614)驱动代码

3小时前
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一、前言

  • MLX90614 采用 I²C通信,适合多个设备的连接,通信过程由时钟控制,适用于需要多设备总线连接的系统。
  • LU90614 采用 UART串口通信,适合单点连接,配置较为简单,传输速度较快。

两者的主要区别在于通信方式:MLX90614 使用的是更适合多个设备的 I²C 协议,而 LU90614 使用的是常见的串口通信。

二、简介

MLX90614 传感器(I²C通信)

MLX90614 是一款红外温度传感器,主要用于非接触式测量物体的表面温度。它采用 I²C 通信接口,可以与主控芯片(如 STM32、Arduino 等)进行数据交换。

I²C通信简介:
  • I²C(Inter-Integrated Circuit) 是一种同步串行通信协议,适用于低速短距离通信。
  • 它使用两条信号线:
    • SCL(时钟线):控制数据传输时钟。
    • SDA(数据线):传输数据。
  • 在 I²C 总线上,主设备(如微控制器)通过时钟和数据线与从设备进行通信。I²C 支持多个从设备,每个设备通过唯一的地址进行识别。
MLX90614 与 I²C 的连接:
  • MLX90614 通过 I²C 接口进行通信,通常是与 STM32、Arduino 等主控板进行连接。
  • 数据传输时,主控会发送命令来读取温度数据或配置传感器,传感器会根据命令返回相应的温度值。
特点:
  • 可以通过 I²C 协议读取 环境温度目标物体温度
  • 传输距离较短,适合在嵌入式系统中与其他传感器或设备进行集成。
  • 支持 7 位或 10 位地址配置,可以连接多个设备。

LU90614 传感器(串口通信)

LU90614 是另一款红外温度传感器,功能上与 MLX90614 类似,但是它使用 串口(UART) 通信接口。

UART通信简介:
  • UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 是一种广泛使用的异步串行通信协议,通常用于点对点通信。
  • 它仅使用两条信号线:
    • TX(发送线):发送数据。
    • RX(接收线):接收数据。
  • UART 不需要时钟信号,而是通过约定的波特率进行数据传输。通信的双方需要使用相同的波特率、数据位、停止位等参数。
LU90614 与 UART 的连接:
  • LU90614 使用 UART 通信协议进行数据交换,通常通过 TX 和 RX 端口连接到主控芯片(如 STM32 或 Arduino)。
  • 主控可以通过串口发送命令请求传感器的数据(如温度数据),传感器返回相应的结果。
特点:
  • 支持点对点连接,一般用于与单个设备进行通信。
  • 串口通信速度较高,适合短距离、高速数据传输。
  • 配置简单,但需要确保波特率等参数一致。

三、资料获取

关注微信公众号--星之援工作室 发送关键字(MLX90614

这款是iic通信的,直接配置即可使用

代码含重要注释,开源,可自行移植

关注微信公众号--星之援工作室 发送关键字(LU90614

这款是串口通信的,直接配置即可使用

代码含重要注释,开源,可自行移植

➡️➡️452c0cf75b1d4e4895194df8a5022c34.png

四、设备使用

实现效果

连接好线 打开串口工具 即可输出获取的数据

MLX90614 接线

        VCC - 3.3
GND - GND
SCL - PB6
SAD - PB7

LU90614 接线

        VCC - 3.3
GND - GND
RX - PA9
TX - PA10

四、代码编写

代码在资料里面都有 (这里我放MLX90614 的配置)

main.c

 实现函数调用

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "mlx90614.h"
 
/************************************************

************************************************/
 int main(void)
 {		
	 float temp=0.0;
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
 	LED_Init();		     //LED端口初始化
	SMBus_Init(); // 初始化
 	while(1)
	{
		LED0=!LED0;
		delay_ms(500);
		temp=SMBus_ReadTemp();
		printf("温度值为:%.2frn",temp);
	}	 
 }

MLX90614.c

实现IIC配置和读取 ,实现BMP280读取

/*******************************************************************************
* 文件名		: mlx90614.c
* 作  者	: 
* 版  本	: 
* 日  期	: 2013-08-07
* 描  述	: mlx90614函数
PB6:SCL
PB7:SDA
在主函数中先初始化SMBus_Init();
需要读取温度就调用temp=SMBus_ReadTemp();  //读取温度,temp是浮点数,转整数:i=ceil(temp); 
*******************************************************************************/

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "mlx90614.h"

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define ACK	 0 //应答
#define	NACK 1 //无应答
#define SA				0x00 //Slave address 单个MLX90614时地址为0x00,多个时地址默认为0x5a
#define RAM_ACCESS		0x00 //RAM access command RAM存取命令
#define EEPROM_ACCESS	0x20 //EEPROM access command EEPROM存取命令
#define RAM_TOBJ1		0x07 //To1 address in the eeprom 目标1温度,检测到的红外温度 -70.01 ~ 382.19度

#define SMBUS_PORT	GPIOB      //PB端口(端口和下面的两个针脚可自定义)
#define SMBUS_SCK		GPIO_Pin_6 //PB6:SCL
#define SMBUS_SDA		GPIO_Pin_7 //PB7:SDA2

#define RCC_APB2Periph_SMBUS_PORT		RCC_APB2Periph_GPIOB

#define SMBUS_SCK_H()	    SMBUS_PORT->BSRR = SMBUS_SCK //置高电平
#define SMBUS_SCK_L()	    SMBUS_PORT->BRR = SMBUS_SCK  //置低电平
#define SMBUS_SDA_H()	    SMBUS_PORT->BSRR = SMBUS_SDA
#define SMBUS_SDA_L()	    SMBUS_PORT->BRR = SMBUS_SDA

#define SMBUS_SDA_PIN()	    SMBUS_PORT->IDR & SMBUS_SDA //读取引脚电平

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_StartBit
* Description    : Generate START condition on SMBus
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void SMBus_StartBit(void)
{
    SMBUS_SDA_H();		// Set SDA line
    SMBus_Delay(5);	    // Wait a few microseconds
    SMBUS_SCK_H();		// Set SCL line
    SMBus_Delay(5);	    // Generate bus free time between Stop
    SMBUS_SDA_L();		// Clear SDA line
    SMBus_Delay(5);	    // Hold time after (Repeated) Start
    // Condition. After this period, the first clock is generated.
    //(Thd:sta=4.0us min)在SCK=1时,检测到SDA由1到0表示通信开始(下降沿)
    SMBUS_SCK_L();	    // Clear SCL line
    SMBus_Delay(5);	    // Wait a few microseconds
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_StopBit
* Description    : Generate STOP condition on SMBus
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void SMBus_StopBit(void)
{
    SMBUS_SCK_L();		// Clear SCL line
    SMBus_Delay(5);	    // Wait a few microseconds
    SMBUS_SDA_L();		// Clear SDA line
    SMBus_Delay(5);	    // Wait a few microseconds
    SMBUS_SCK_H();		// Set SCL line
    SMBus_Delay(5);	    // Stop condition setup time(Tsu:sto=4.0us min)
    SMBUS_SDA_H();		// Set SDA line在SCK=1时,检测到SDA由0到1表示通信结束(上升沿)
}

/*******************************************************************************
* 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 SDA
        Tx_buffer<<=1;				// Get next bit for checking
    }

    Ack_bit=SMBus_ReceiveBit();		// Get acknowledgment bit
    return	Ack_bit;
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : SMBus_SendBit
* Description    : Send a bit on SMBus 82.5kHz
* Input          : bit_out
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void SMBus_SendBit(u8 bit_out)
{
    if(bit_out==0)
    {
        SMBUS_SDA_L();
    }
    else
    {
        SMBUS_SDA_H();
    }
    SMBus_Delay(2);					// Tsu:dat = 250ns minimum
    SMBUS_SCK_H();					// Set SCL line
    SMBus_Delay(6);					// High Level of Clock Pulse
    SMBUS_SCK_L();					// Clear SCL line
    SMBus_Delay(3);					// 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;

    SMBUS_SDA_H();          //引脚靠外部电阻上拉,当作输入
	SMBus_Delay(2);			// High Level of Clock Pulse
    SMBUS_SCK_H();			// Set SCL line
    SMBus_Delay(5);			// High Level of Clock Pulse
    if (SMBUS_SDA_PIN())
    {
        Ack_bit=1;
    }
    else
    {
        Ack_bit=0;
    }
    SMBUS_SCK_L();			// Clear SCL line
    SMBus_Delay(3);			// Low Level of Clock Pulse

    return	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_buffer
            RX_buffer |=0x01;
        }
        else
        {
            RX_buffer <<= 1;			// If the bit is LOW save 0 in RX_buffer
            RX_buffer &=0xfe;
        }
    }
    SMBus_SendBit(ack_nack);			// Sends acknowledgment bit
    return 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_Init
* Description    : SMBus初始化
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void SMBus_Init()
{
   GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;
	/* Enable SMBUS_PORT clocks */
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SMBUS_PORT, ENABLE);

	/*配置SMBUS_SCK、SMBUS_SDA为集电极开漏输出*/
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SMBUS_SCK | SMBUS_SDA;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(SMBUS_PORT, &GPIO_InitStructure);

	SMBUS_SCK_H();
	SMBUS_SDA_H();
}

/*******************************************************************************
 * 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 storage
    u8 DataL=0;			// Low data byte storage
    u8 DataH=0;			// High data byte storage
    u8 arr[6];			// Buffer for the sent bytes
    u8 PecReg;			// Calculated PEC byte storage
    u8 ErrorCounter;	// Defines the number of the attempts for communication with MLX90614

    ErrorCounter=0x00;				// Initialising of ErrorCounter
	slaveAddress <<= 1;	//2-7位表示从机地址
	
    do
    {
repeat:
        SMBus_StopBit();			    //If slave send NACK stop comunication
        --ErrorCounter;				    //Pre-decrement ErrorCounter
        if(!ErrorCounter) 			    //ErrorCounter=0?
        {
            break;					    //Yes,go out from do-while{}
        }

        SMBus_StartBit();				//Start condition
        if(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 condition
        if(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 ACK
        DataH = SMBus_ReceiveByte(ACK); //Read high data,master must send ACK
        Pec = SMBus_ReceiveByte(NACK);	//Read PEC byte, master must send NACK
        SMBus_StopBit();				//Stop condition

        arr[5] = slaveAddress;		//
        arr[4] = command;			//
        arr[3] = slaveAddress+1;	//Load array arr
        arr[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:DataL
    return 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)*0.02-270.15
*******************************************************************************/
float SMBus_ReadTemp(void)
{   
	float temp;
	temp = SMBus_ReadMemory(SA, RAM_ACCESS|RAM_TOBJ1)*0.02-270.15;
	return temp;
}

/*********************************END OF FILE*********************************/

MLX90614.h

配置函数

/*******************************************************************************
* 文件名		: mlx90614.h
* 作  者	: 
* 版  本	: 
* 日  期	: 2013-08-07
* 描  述	: mlx90614函数
*******************************************************************************/

/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __MLX90614_H
#define __MLX90614_H

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h"
/* Exported types ------------------------------------------------------------*/
/* Exported variables --------------------------------------------------------*/
/* Exported constants --------------------------------------------------------*/
/* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */
void SMBus_StartBit(void);
void SMBus_StopBit(void);
void SMBus_SendBit(u8);
u8 SMBus_SendByte(u8);
u8 SMBus_ReceiveBit(void);
u8 SMBus_ReceiveByte(u8);
void SMBus_Delay(u16);
void SMBus_Init(void);
u16 SMBus_ReadMemory(u8, u8);
u8 PEC_Calculation(u8*);
float SMBus_ReadTemp(void); //获取温度值

#endif

/*********************************END OF FILE*********************************/

五、参考

利用STM32制作红外测温仪之硬件设计  https://blog.csdn.net/weixin_43839785/article/details/104729121?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522b5f550c94de3032254a724bc60791fd5%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=b5f550c94de3032254a724bc60791fd5&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_positive~default-1-104729121-null-null.142^v101^pc_search_result_base9&utm_term=%E7%BA%A2%E5%A4%96%E6%B5%8B%E6%B8%A9&spm=1018.2226.3001.4187

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