STM32 F103C8T6学习笔记17:类IIC通信—MLX90614红外非接触温度计

今日学习配置MLX90614红外非接触温度计 与 STM32 F103C8T6 单片机的通信

文章提供测试代码讲解、完整工程下载、测试效果图

本文需要用到的大概基础知识:1.3寸OLED配置通信显示、IIC通信、 定时器配置使用

这里就只贴出我的  OLED驱动方面的网址链接了:

其余的在我STM32 F103C8T6专栏里找吧.......

 STM32 F103C8T6学习笔记16:1.3寸OLED的驱动显示日历-CSDN博客

目录

MLX90614相关基础概念:

红外测温优势:

 MLX90614介绍:

MLX90614 存储器:

MLX90614 的 SMBus 协议:

起始信号与停止信号:

宏定义:

发送读取与PEC:

传感器与单片机引脚接线:

MLX90614配置应用设计函数:

类IIC引脚初始化:

定时器实时刷新OLED打印数据与BMP图像的标志:

数据读取与打印处理:

测试效果图与视频:

测试工程下载:


MLX90614相关基础概念:

红外测温优势:

一般来说,测温方式可分为接触式和非接触式

接触式测温只能测量被测物体与测温传 感器达到热平衡后的温度,所以响应时间长,且极易受环境温度的影响;

而红外测温是根据 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,具有影响动被测物体温度 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, 近年来在家庭自动化、汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。

 MLX90614介绍:

MLX90614系列模块是一组通用的红外测温模块。

在出厂前该模块已进行校验及线 性化,具有非接触、体积小、精度高,成本低等优点。被测目标温度和环境温度能通过单通 道输出,并有两种输出接口,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 是一款红外非接触温度计。TO-39 金属封装里同 时集成了红外感应热电堆探测器芯片和信号处理专用集成芯 片。 由于集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信 号处理单元,使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。 温度计具备出厂校准化,有数字PWM和SMBus(系统管理 总线)输出模式。

作为标准,配置为 10 位的 PWM 输出格式用于连续传送温 度范围为-20…120 ˚C 的物体温度,其分辨率为 0.14 ˚C。 POR 默认模式是SMBus 输出格式

MLX90614 存储器:

EEPROM 只有某些存储单元用户能够写入,但是可以读出全部存储单元。

MLX90614 的 EEPROM 有32 个16 位存储单元,

其中存储单元

Tomax,Tomin,Ta 分别是 用户物体温度上下限和环境温度范围,

PWMCTRL是PWM配置寄存器。

RAM   用户不能向RAM写入数据,但是可以读一些存储单元。

MLX90614 的RAM有 32 个17位存储单元,

其中TA,TOBJ1是环境温度和物体温度

在SMBus方式下,可以从这几个存储单元读出环境和被测物体的温度。

MLX90614 的 SMBus 协议:

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。。MLX90614 SMBus时钟的最大频率为100KHz,最小为 10KHz。

起始信号与停止信号:

宏定义:

这里直接贴出所有需要的宏定义供查阅了:

#define ACK         0
#define NACK          1
#define SA     	             0x00 //Slave address ??MLX90614????0x00,????????0x5a
#define RAM_ACCESS    	     0x00 //RAM access command
#define EEPROM_ACCESS   	   0x20 //EEPROM access command
#define RAM_TA               0x06 //环境
#define RAM_TOBJ1    	       0x07 //To1 address in the eeprom 物体
#define RAM_TOBJ2            0x08 //

#define SMBUS_PORT               GPIOB
#define SMBUS_SCK                GPIO_Pin_10
#define SMBUS_SDA                GPIO_Pin_11

#define RCC_APB2Periph_SMBUS_PORT                RCC_APB2Periph_GPIOB

#define SMBUS_SCK_H()            SMBUS_PORT->BSRR = SMBUS_SCK
#define SMBUS_SCK_L()            SMBUS_PORT->BRR  = SMBUS_SCK
#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 

//在SMBus上生成启动条件
void SMBus_StartBit(void)
{
    SMBUS_SDA_H();                // Set SDA line
    SMBus_Delay(1);               // 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(10);              // Hold time after (Repeated) Start
    // Condition. After this period, the first clock is generated.
    //(Thd:sta=4.0us min)
    SMBUS_SCK_L();            // Clear SCL line
    SMBus_Delay(2);            // Wait a few microseconds
}

//在SMBus上生成停止条件
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(10);              // Stop condition setup time(Tsu:sto=4.0us min)
    SMBUS_SDA_H();                // Set SDA line
}

发送读取与PEC:

//延时
void SMBus_Delay(u16 time)
{
    u16 i, j;
    for (i=0; i<4; i++)
    {
        for (j=0; j<time; j++);
    }
}

//从 RAM/EEPROM 读取数据
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???????
        
    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 ???Wr=0????????
        {
            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 ???Rd=1????????
        {
            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;
}

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;
}

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(10);                            // High Level of Clock Pulse
    SMBUS_SCK_L();                                        // Clear SCL line
    SMBus_Delay(10);                            // Low Level of Clock Pulse
//        SMBUS_SDA_H();                                    // Master release SDA line ,
    return;
}

u8 SMBus_ReceiveBit(void)
{
    u8 Ack_bit;

    SMBUS_SDA_H();          //?????????,????
    SMBUS_SCK_H();                        // Set SCL line
    SMBus_Delay(2);                        // High Level of Clock Pulse
    if (SMBUS_SDA_PIN())
    {
        Ack_bit=1;
    }
    else
    {
        Ack_bit=0;
    }
    SMBUS_SCK_L();                        // Clear SCL line
    SMBus_Delay(4);                        // Low Level of Clock Pulse

    return        Ack_bit;
}

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;
}


//计算接收字节的PEC
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];
}

传感器与单片机引脚接线:

MLX90614配置应用设计函数:

类IIC引脚初始化:

//MLX90614 SMBus通信 初始化
void SMBus_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;

        /* Enable SMBUS_PORT clocks */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SMBUS_PORT, ENABLE);

    /*??SMBUS_SCK?SMBUS_SDA????????*/
    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();
}

定时器实时刷新OLED打印数据与BMP图像的标志:


//刷新时间标志
 uint16_t TDisplay_cnt,TDisplay;
//刷新BMP图像
uint16_t BMP_cnt,BMP_FLAG,BMPDisplay;	
//定时器2中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{		
		if(++TDisplay_cnt==15)  //定时器刷新温度
		{
			TDisplay_cnt=0;
			TDisplay=1;
			
		}
		
		if(++BMP_cnt==9)		        //定时器   刷新太空人图片
		{
			BMP_cnt=0;BMP_FLAG++;BMPDisplay=1;
			if(BMP_FLAG==29){BMP_FLAG=1;}
		}
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);//清出中断寄存器标志位,用于退出中断
	}
}

数据读取与打印处理:

//OLED打印读取到的温度值
void Print_temperature(void)
{
	if(TDisplay==1)
	{
	  char  buf[20];                //用于暂存oled数据
		float temp;                   //读取温度
		
//		huanjing=temp*100;             //浮点数扩大100倍存入整数,方便显示
//		wuti=temp*100;                 //浮点数扩大100倍存入整数,方便显示	
		
		temp=SMBus_ReadTemp(RAM_TA);    //读取环境温度
		OLED_ShowCHinese(65+16*0,0,2);  //打印中文“环”
		OLED_ShowCHinese(65+16*1,0,3);  //打印中文“境”
		OLED_ShowCHinese(65+16*2,0,0);  //打印中文“温”
		OLED_ShowCHinese(65+16*3,0,1);  //打印中文“度”		
		//打印环境温度的值
		sprintf(buf,"%.2f C",temp);
 		OLED_ShowString(70,2,(u8 *)buf,16);
		
		temp=SMBus_ReadTemp(RAM_TOBJ1);//读取物体温度
		OLED_ShowCHinese(65+16*0,4,4);  //打印中文“物”
		OLED_ShowCHinese(65+16*1,4,5);  //打印中文“体”
		OLED_ShowCHinese(65+16*2,4,0);  //打印中文“温”
		OLED_ShowCHinese(65+16*3,4,1);  //打印中文“度”			
		//打印物体温度的值
		sprintf(buf,"%.2f C",temp);
 		OLED_ShowString(70,6,(u8 *)buf,16);		
		
		
		TDisplay=0;
	}
}

测试效果图与视频:

测试效果还行,能明显区分不同温度的物体:

类IIC通信—MLX90614红外非接触温度计

测试工程下载:

https://download.csdn.net/download/qq_64257614/89250067

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python配置OpenCV相对于c的配置方法容易的多&#xff0c;但建议在Anaconda中的Python虚拟环境中使用&#xff0c;这样更方便进行包管理和环境管理&#xff1a; 先激活Anaconda的python虚拟环境&#xff1a; conda activate GGBoy 随后下载 opencv 包&#xff1a; conda ins…

数据结构——树概念以及结构

首先我们来复习一下顺序表和链表的优缺点。 顺序表缺点&#xff1a; 1.中间或者头部插入、删除数据需要挪动覆盖&#xff0c;效率低 2.空间不够只能扩容&#xff0c;扩容有消耗 3.倍数扩容&#xff0c;空间用不完&#xff0c;存在浪费空间 顺序表优点&#xff1a; 1.可以…

低代码工业组态数字孪生平台

2024 两会热词「新质生产力」凭借其主要特征——高科技、高效能及高质量&#xff0c;引发各界关注。在探索构建新质生产力的重要议题中&#xff0c;数据要素被视为土地、劳动力、资本和技术之后的第五大生产要素。数据要素赋能新质生产力发展主要体现为&#xff1a;生产力由生产…

电商日志项目(一)

电商日志项目 一、项目体系架构设计1. 项目系统架构2. 项目数据流程二、环境搭建1. NginxLog文件服务1.1. 上传,解压1.2. 编译安装1.3. 启动验证2. Flume-ng2.1. 上传解压2.2. 修改配置文件2.3. 修改环境变量2.4. 验证3. Sqoop3.1. 上传解压3.2. 配置环境变量3.3. 修改配置文件…

【19】JAVASE-多线程专题【从零开始学JAVA】

Java零基础系列课程-JavaSE基础篇 Lecture&#xff1a;波哥 Java 是第一大编程语言和开发平台。它有助于企业降低成本、缩短开发周期、推动创新以及改善应用服务。如今全球有数百万开发人员运行着超过 51 亿个 Java 虚拟机&#xff0c;Java 仍是企业和开发人员的首选开发平台。…

[高质量]2024五一数学建模A题保奖思路+代码(后续会更新)

你的点赞收藏是我继续更新的最大动力&#xff0c;可点击文末卡片获取更多资料 你是否在寻找数学建模比赛的突破点&#xff1f; 作为经验丰富的数学建模团队&#xff0c;我们将为你带来2024 年华东杯&#xff08;A题&#xff09;的全面解析包。这个解决方案包不仅包括完整的代…

2024年十款开源测试开发工具推荐(自动化、性能、混沌测试、造数据、流量复制)

今天为大家奉献一篇测试开发工具集锦干货。在本篇文章中&#xff0c;将给大家推荐10款日常工作中经常用到的测试开发工具神器&#xff0c;涵盖了自动化测试、性能压测、流量复制、混沌测试、造数据等。 1、AutoMeter-API 自动化测试平台 AutoMeter 是一款针对分布式服务&…

DigitalOcean 托管 Kafka 新增横向扩展功能

自2023年9月推出以来&#xff0c;DigitalOcean托管的Kafka已经使初创公司、不断增长的数字业务以及独立软件供应商(ISV)能够改善实时数据处理和分析&#xff0c;从而做出更具洞察力的决策。在新的一年里&#xff0c;我们很高兴地宣布DigitalOcean托管Kafka的横向扩展功能&#…

写文献综述常用的几种深度神经网络模型!

写文献综述常用的几种深度神经网络模型 卷积神经网络&#xff08;CNN&#xff09; 解释说明&#xff1a;专门用于处理图像和图像数据的深度学习模型。它通过卷积层、池化层等操作提取图像特征。应用&#xff1a;图像分类、目标检测、人脸识别等。未来改进&#xff1a;进一步提…

数据结构篇2—《单链表(不带头单向不循环链表)》

文章目录 &#x1f6a9;前言1、单链表的内涵(1) 逻辑结构(2) 物理结构 2、链表的分类3、单链表的具体实现(1) 框架结构(2) SingleLinkList.h头文件的实现(3)SingleLinkList.c源文件的实现①SLTPushBack()尾插函数②SLTPushFront()头插函数③SLTPopBack()尾删函数④SLTPopFront(…

高效管理—影视管理系统_后台源码+APP源码+电影数据

高效管理—影视管理系统 产品概述产品展示演示地址产品功能产品优势产品服务源码领取下期更新预报 产品概述 本产品是一个功能强大且易于使用的影视资源管理工具&#xff0c;它提供了一个集中管理和组织电影、电视剧、纪录片等影视作品的平台&#xff0c;帮助用户高效地管理和…

easyExcel - 带图片导出

目录 前言一、情景介绍二、问题分析三、代码实现1. 单图片导出2. 多图片导出3. 多图片导出&#xff08;优化&#xff09; 前言 Java-easyExcel入门教程&#xff1a;https://blog.csdn.net/xhmico/article/details/134714025 之前有介绍过如何使用 easyExcel&#xff0c;以及写…

中间件之异步通讯组件RabbitMQ入门

一、概述 微服务一旦拆分&#xff0c;必然涉及到服务之间的相互调用&#xff0c;目前我们服务之间调用采用的都是基于OpenFeign的调用。这种调用中&#xff0c;调用者发起请求后需要等待服务提供者执行业务返回结果后&#xff0c;才能继续执行后面的业务。也就是说调用者在调用…

【星海随笔】windows 上跑MySQL

step one 使用 WSL 在 Windows 上安装 Linux wsl官方文档 在管理员模式下打开 PowerShell windows上安装wsl wsl --install查看哪些是可用的 wsl --list --onlineC:\Windows\System32\drivers\hosts docker-desktop下载官网&#xff1a;Install Docker Desktop on Windows …

[ log日志画图]分割模型训练结束生成相关日志运用代码画图

文章目录 [ log日志画图]分割模型训练结束生成相关日志运用代码画图我的log文件&#xff1a;画图&#xff1a;1.loss1.1 loss是干嘛的1.2 代码1.3 生成图 2.DICE.IOU2.1 DICE,IOU是干嘛的(常规介绍)2.2 代码2.3 生成图小白tip [ log日志画图]分割模型训练结束生成相关日志运用代…

ROS1快速入门学习笔记 - 12ROS中的坐标管理系统

目录 一、机器人作中的坐标变换 二、海龟案例 一、机器人作中的坐标变换 TF功能包能干什么&#xff1f; 五秒钟之前&#xff0c;机器人头部坐标系相对于全局坐标系的关系是什么样子的&#xff1f;机器人夹取的物体i相对于机器人中心坐标系的位置在哪里&#xff1f;机器人中心…

Linux 第十七章

&#x1f436;博主主页&#xff1a;ᰔᩚ. 一怀明月ꦿ ❤️‍&#x1f525;专栏系列&#xff1a;线性代数&#xff0c;C初学者入门训练&#xff0c;题解C&#xff0c;C的使用文章&#xff0c;「初学」C&#xff0c;linux &#x1f525;座右铭&#xff1a;“不要等到什么都没有了…

【触摸案例-控件不能响应的情况 Objective-C语言】

一、接下来,我们来说这个“控件不能响应的情况”, 1.素材里边,有一个“不接受用户交互的情况”,这么一个代码,把它打开, 把这个项目啊,复制过来,改一个名字,叫做“04-控件不能响应的情况”, 打开之后,command + R,运行一下, 在storyboard上,你也可以看得出来,我…

Python绘制的好看统计图

代码 sx [Accent, Accent_r, Blues, Blues_r, BrBG, BrBG_r, BuGn, BuGn_r, BuPu, BuPu_r, CMRmap, CMRmap_r, Dark2, Dark2_r, GnBu, GnBu_r, Greens, Greens_r, Greys, Greys_r, OrRd, OrRd_r, Oranges, Oranges_r, PRGn, PRGn_r, Paired, Paired_r, Pastel1, Pastel1_r, P…