STM32F1读取MLX90614ESF非接触式温度传感器

MLX90614简介

迈来芯 MLX90614 是一款用于非接触式温度测量的红外温度计。IR 敏感型热电堆检测器芯片和信号调节 ASIC 都集成在同一 TO-39 罐封装中。MLX90614 集成有低噪声放大器、17 位 ADC 和强大的 DSP 单元，因此温度计兼具高精度和高分辨率。该温度计出厂前已经过校准，可通过数字 SMBus 输出提供整个温度范围内的测量温度（分辨率为 0.02°C）。用户可以将数字输出配置为脉宽调制 (PWM)。标准情况下，将 10 位 PWM 配置为以 0.14°C 的分辨率连续传输介于 -20 和 120°C 之间的测量温度。

使用STM32F1单片机操作MLX90614

MLX90614.c文件内容：

/*******************************************************************************
*   Filename:       bsp_mlx90614.c
*   Revised:        All copyrights reserved to Roger.
*   Date:           2020-10-17
*   Revision:       v1.0
*   Writer:         Roger-WY.
*
*   Description:    非接触式红外温度传感器模块驱动(数字式)
*
*
*   Notes:          https://www.melexis.com/zh/product/MLX90614/MLX90614
*   All copyrights reserved to Roger-WY
*******************************************************************************/
#include "bsp_mlx90614.h"//----------------------------------------------------------------------------//
#define MLX90614_I2C_SCL_RCC     RCC_APB2Periph_GPIOC
#define MLX90614_I2C_SCL_PIN     GPIO_Pin_4         /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define MLX90614_I2C_SCL_PORT    GPIOC#define MLX90614_I2C_SDA_RCC     RCC_APB2Periph_GPIOC
#define MLX90614_I2C_SDA_PIN     GPIO_Pin_5         /* 连接到SDA数据线的GPIO */
#define MLX90614_I2C_SDA_PORT    GPIOC/* 定义读写SCL和SDA的宏 */
#define MLX90614_I2C_SCL_1()     MLX90614_I2C_SCL_PORT->BSRR = MLX90614_I2C_SCL_PIN         /* SCL = 1 */
#define MLX90614_I2C_SCL_0()     MLX90614_I2C_SCL_PORT->BRR  = MLX90614_I2C_SCL_PIN         /* SCL = 0 */#define MLX90614_I2C_SDA_1()     MLX90614_I2C_SDA_PORT->BSRR = MLX90614_I2C_SDA_PIN           /* SDA = 1 */
#define MLX90614_I2C_SDA_0()     MLX90614_I2C_SDA_PORT->BRR  = MLX90614_I2C_SDA_PIN         /* SDA = 0 */#define MLX90614_I2C_SDA_READ()  ((MLX90614_I2C_SDA_PORT->IDR & MLX90614_I2C_SDA_PIN) != 0)   /* 读SDA口线状态 */
#define MLX90614_I2C_SCL_READ()  ((MLX90614_I2C_SCL_PORT->IDR & MLX90614_I2C_SCL_PIN) != 0) /* 读SCL口线状态 *///----------------------------------------------------------------------------////============================================================================///*
********************************************************************************
*   函 数 名: Mlx90614_i2c_Delay
*   功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
*   形    参:  无
*   返 回 值: 无
********************************************************************************
*/
static void Mlx90614_i2c_Delay(void)
{volatile uint8_t i;for (i = 0; i < 50; i++);
}static void Mlx90614_i2c_Start(void)
{/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */MLX90614_I2C_SDA_1();Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_1();Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SDA_0();Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_0();
//  Mlx90614_i2c_Delay();
}/******************************************************************************** 名    称： i2c_Stop* 功    能： CPU发起I2C总线停止信号* 入口参数： 无* 出口参数： 无* 作　　者： Roger-WY* 创建日期： 2018-05-20* 修    改：* 修改日期：* 备    注： 停止时序*            SCL _____/ˉˉˉˉˉˉˉ*            SDA _________/ˉˉˉˉˉ*                       |   |*                       STOP*******************************************************************************/
static void Mlx90614_i2c_Stop(void)
{/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */MLX90614_I2C_SCL_0();Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SDA_0();Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_1();Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SDA_1();
//  Mlx90614_i2c_Delay();
}/******************************************************************************** 名    称： i2c_WaitAck* 功    能： CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号* 入口参数： 无* 出口参数： 返回0表示正确应答，1表示无器件响应* 作　　者： Roger-WY* 创建日期： 2018-05-20* 修    改：* 修改日期：* 备    注：*******************************************************************************/
static uint8_t Mlx90614_i2c_WaitAck(void)
{uint8_t re;uint8_t TimeOutCnt = 20;  /* 超时计数器 */MLX90614_I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_1();  /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */Mlx90614_i2c_Delay();while(TimeOutCnt -- ) {if (MLX90614_I2C_SDA_READ())   {/* CPU读取SDA口线状态 */re = 1;} else {re = 0;}}MLX90614_I2C_SCL_0();Mlx90614_i2c_Delay();return re;
}/******************************************************************************** 名    称： i2c_Ack* 功    能： CPU产生一个ACK信号* 入口参数： 无* 出口参数： 无* 作　　者： Roger-WY* 创建日期： 2018-05-20* 修    改：* 修改日期：* 备    注：*******************************************************************************/
static void Mlx90614_i2c_Ack(void)
{MLX90614_I2C_SDA_0();  /* CPU驱动SDA = 0 */Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_1();   /* CPU产生1个时钟 */Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_0();Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
}/******************************************************************************** 名    称： i2c_NAck* 功    能： CPU产生1个NACK信号* 入口参数： 无* 出口参数： 无* 作　　者： Roger-WY* 创建日期： 2018-05-20* 修    改：* 修改日期：* 备    注：*******************************************************************************/
static void Mlx90614_i2c_NAck(void)
{MLX90614_I2C_SDA_1();  /* CPU驱动SDA = 1 */Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_1();   /* CPU产生1个时钟 */Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_0();Mlx90614_i2c_Delay();
}/*******************************************************************************
* 名    称： bsp_InitI2C
* 功    能： 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
* 入口参数： 无
* 出口参数： 无
* 作　　者： Roger-WY
* 创建日期： 2018-06-29
* 修    改：
* 修改日期：
* 备    注：
*******************************************************************************/
static void Mlx90614_InitI2C(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(MLX90614_I2C_SCL_RCC | MLX90614_I2C_SDA_RCC, ENABLE);   /* 打开GPIO时钟 */GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_OD;          /* 开漏输出模式 */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MLX90614_I2C_SCL_PIN;GPIO_Init(MLX90614_I2C_SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MLX90614_I2C_SDA_PIN;GPIO_Init(MLX90614_I2C_SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */Mlx90614_i2c_Stop();
}/******************************************************************************** 名    称： i2c_SendByte* 功    能： CPU向I2C总线设备发送8bit数据* 入口参数： _ucByte ： 等待发送的字节* 出口参数： 无* 作　　者： Roger-WY* 创建日期： 2018-05-20* 修    改：* 修改日期：* 备    注：*******************************************************************************/
static void Mlx90614_i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{uint8_t i;/* 先发送字节的高位bit7 */for (i = 0; i < 8; i++) {MLX90614_I2C_SCL_0();Mlx90614_i2c_Delay();if (_ucByte & 0x80) {MLX90614_I2C_SDA_1();} else {MLX90614_I2C_SDA_0();}_ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_1();Mlx90614_i2c_Delay();}MLX90614_I2C_SCL_0();Mlx90614_i2c_Delay();}/******************************************************************************** 名    称： Mlx90614_i2c_ReadByte* 功    能： CPU从I2C总线设备读取8bit数据* 入口参数： 无* 出口参数： 读到的数据* 作　　者： Roger-WY* 创建日期： 2018-05-20* 修    改：* 修改日期：* 备    注：*******************************************************************************/
static uint8_t Mlx90614_i2c_ReadByte(void)
{uint8_t i;uint8_t value;/* 读到第1个bit为数据的bit7 */value = 0;for (i = 0; i < 8; i++) {value <<= 1;MLX90614_I2C_SCL_0();Mlx90614_i2c_Delay();MLX90614_I2C_SCL_1();Mlx90614_i2c_Delay();if (MLX90614_I2C_SDA_READ()) {value++;}}MLX90614_I2C_SCL_0();Mlx90614_i2c_Delay();return value;
}/******************************************************************************** 名    称： bsp_Mlx90614ScanDevice* 功    能： 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在* 入口参数：  _Address：设备的I2C总线地址* 出口参数： 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到* 作　　者： Roger-WY* 创建日期： 2018-05-20* 修    改：* 修改日期：* 备    注：*******************************************************************************/
int8_t bsp_Mlx90614ScanDevice(uint8_t *pSlaveAddr)
{uint8_t ucAck;Mlx90614_InitI2C();if (MLX90614_I2C_SDA_READ() && MLX90614_I2C_SCL_READ()) {for(uint8_t i = 0; i < 128; i++){Mlx90614_i2c_Start();     /* 发送启动信号 */Mlx90614_i2c_SendByte(i << 1);ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();    /* 检测设备的ACK应答 */Mlx90614_i2c_Stop();            /* 发送停止信号 */if(ucAck == 0){*pSlaveAddr = i;    //找到设备并获取从机地址return 0;}}return -1;          //没有找到设备}return -2;               /* I2C总线异常 */
}//============================================================================//
static const uint8_t crc_table[] = {0x00, 0x07, 0x0e, 0x09, 0x1c, 0x1b, 0x12, 0x15, 0x38, 0x3f, 0x36, 0x31,0x24, 0x23, 0x2a, 0x2d, 0x70, 0x77, 0x7e, 0x79, 0x6c, 0x6b, 0x62, 0x65,0x48, 0x4f, 0x46, 0x41, 0x54, 0x53, 0x5a, 0x5d, 0xe0, 0xe7, 0xee, 0xe9,0xfc, 0xfb, 0xf2, 0xf5, 0xd8, 0xdf, 0xd6, 0xd1, 0xc4, 0xc3, 0xca, 0xcd,0x90, 0x97, 0x9e, 0x99, 0x8c, 0x8b, 0x82, 0x85, 0xa8, 0xaf, 0xa6, 0xa1,0xb4, 0xb3, 0xba, 0xbd, 0xc7, 0xc0, 0xc9, 0xce, 0xdb, 0xdc, 0xd5, 0xd2,0xff, 0xf8, 0xf1, 0xf6, 0xe3, 0xe4, 0xed, 0xea, 0xb7, 0xb0, 0xb9, 0xbe,0xab, 0xac, 0xa5, 0xa2, 0x8f, 0x88, 0x81, 0x86, 0x93, 0x94, 0x9d, 0x9a,0x27, 0x20, 0x29, 0x2e, 0x3b, 0x3c, 0x35, 0x32, 0x1f, 0x18, 0x11, 0x16,0x03, 0x04, 0x0d, 0x0a, 0x57, 0x50, 0x59, 0x5e, 0x4b, 0x4c, 0x45, 0x42,0x6f, 0x68, 0x61, 0x66, 0x73, 0x74, 0x7d, 0x7a, 0x89, 0x8e, 0x87, 0x80,0x95, 0x92, 0x9b, 0x9c, 0xb1, 0xb6, 0xbf, 0xb8, 0xad, 0xaa, 0xa3, 0xa4,0xf9, 0xfe, 0xf7, 0xf0, 0xe5, 0xe2, 0xeb, 0xec, 0xc1, 0xc6, 0xcf, 0xc8,0xdd, 0xda, 0xd3, 0xd4, 0x69, 0x6e, 0x67, 0x60, 0x75, 0x72, 0x7b, 0x7c,0x51, 0x56, 0x5f, 0x58, 0x4d, 0x4a, 0x43, 0x44, 0x19, 0x1e, 0x17, 0x10,0x05, 0x02, 0x0b, 0x0c, 0x21, 0x26, 0x2f, 0x28, 0x3d, 0x3a, 0x33, 0x34,0x4e, 0x49, 0x40, 0x47, 0x52, 0x55, 0x5c, 0x5b, 0x76, 0x71, 0x78, 0x7f,0x6a, 0x6d, 0x64, 0x63, 0x3e, 0x39, 0x30, 0x37, 0x22, 0x25, 0x2c, 0x2b,0x06, 0x01, 0x08, 0x0f, 0x1a, 0x1d, 0x14, 0x13, 0xae, 0xa9, 0xa0, 0xa7,0xb2, 0xb5, 0xbc, 0xbb, 0x96, 0x91, 0x98, 0x9f, 0x8a, 0x8d, 0x84, 0x83,0xde, 0xd9, 0xd0, 0xd7, 0xc2, 0xc5, 0xcc, 0xcb, 0xe6, 0xe1, 0xe8, 0xef,0xfa, 0xfd, 0xf4, 0xf3
};uint8_t CRC8_Calc (uint8_t *p, uint8_t len)
{uint16_t i;uint16_t crc = 0x0;while (len--) {i = (crc ^ *p++) & 0xFF;crc = (crc_table[i] ^ (crc << 8)) & 0xFF;}return (crc & 0xFF);
}/*******************************************************************************
* 名    称： bsp_Mlx90614Init
* 功    能： Mlx90614传感器的初始化
* 入口参数： 无
* 出口参数： 无
* 作　　者： Roger-WY.
* 创建日期： 2018-08-08
* 修    改：
* 修改日期：
* 备    注：
*******************************************************************************/
int8_t bsp_Mlx90614Init(void)
{int8_t ucError      = 0;Mlx90614_InitI2C();return (ucError);}int8_t bsp_Mlx90614WriteReg(uint8_t devAddr, uint8_t regAddr, uint16_t data)
{uint8_t ucAck = 0;uint8_t crcSendBuffer[5] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; //used to save the data to sendcrcSendBuffer[0] = devAddr << 1;crcSendBuffer[1] = regAddr;crcSendBuffer[2] =  (uint8_t)data;crcSendBuffer[3] =  (uint8_t)(data >> 8);crcSendBuffer[4] = CRC8_Calc(crcSendBuffer,4);Mlx90614_i2c_Start();Mlx90614_i2c_SendByte(crcSendBuffer[0]);ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();if(ucAck) {         /* 如果Mlx90614，没有应答 */goto cmd_fail; /* 器件无应答 */}Mlx90614_i2c_SendByte(crcSendBuffer[1]);ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();if(ucAck) {         /* 如果Mlx90614，没有应答 */goto cmd_fail;  /* 器件无应答 */}Mlx90614_i2c_SendByte(crcSendBuffer[2]);    //先发送低字节ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();if(ucAck) {         /* 如果Mlx90614，没有应答 */goto cmd_fail;  /* 器件无应答 */}Mlx90614_i2c_SendByte(crcSendBuffer[3]);    //再发送高字节ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();if(ucAck) {         /* 如果Mlx90614，没有应答 */goto cmd_fail;  /* 器件无应答 */}Mlx90614_i2c_SendByte(crcSendBuffer[4]);    //再发送PEC ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();if(ucAck) {         /* 如果Mlx90614，没有应答 */goto cmd_fail; /* 器件无应答 */}/* 发送I2C总线停止信号 */Mlx90614_i2c_Stop();return 0;  /* 执行成功 */cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 *//* 发送I2C总线停止信号 */Mlx90614_i2c_Stop();return -1;}int8_t bsp_Mlx90614ReadReg(uint8_t devAddr, uint8_t regAddr,uint16_t *pReadData)
{uint8_t ucAck = 0;uint8_t ValBuf[6] = {0};uint8_t prcRegVal = 0;ValBuf[0] = devAddr << 1;ValBuf[1] = regAddr;ValBuf[2] = (devAddr << 1) | 0x01;Mlx90614_i2c_Start();Mlx90614_i2c_SendByte(ValBuf[0]);ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();if(ucAck) {         /* 如果LM75X，没有应答 */goto cmd_fail; /* 器件无应答 */}Mlx90614_i2c_SendByte(ValBuf[1]);ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();if(ucAck) {         /* 如果LM75X，没有应答 */goto cmd_fail;    /* 器件无应答 */}    //------------------------------------------------------------------------//Mlx90614_i2c_Start();Mlx90614_i2c_SendByte(ValBuf[2]);ucAck = Mlx90614_i2c_WaitAck();if(ucAck) {         /* 如果LM75X，没有应答 */goto cmd_fail;   /* 器件无应答 */}ValBuf[3] = Mlx90614_i2c_ReadByte();Mlx90614_i2c_Ack();ValBuf[4] = Mlx90614_i2c_ReadByte();Mlx90614_i2c_Ack();ValBuf[5] = Mlx90614_i2c_ReadByte();Mlx90614_i2c_Ack();/* 发送I2C总线停止信号 */Mlx90614_i2c_Stop();prcRegVal = CRC8_Calc(ValBuf,5);if(prcRegVal == ValBuf[5]){*pReadData = (ValBuf[4] << 8) + ValBuf[3];return 0;  /* 执行成功 */}else{return -2;  //校验不正确}cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 *//* 发送I2C总线停止信号 */Mlx90614_i2c_Stop();return -1;
}float bsp_Mlx90614ReadTemp(uint8_t devAddr)
{float temp;uint16_t data;if( 0 == bsp_Mlx90614ReadReg(devAddr,MLX90614_TOBJ1,&data)){temp = (data * 0.02) - 273.15;}else{temp = MLX90614_TEMP_READ_ERR_CODE;}return temp;
}/***************************** (END OF FILE) **********************************/

MLX90614.h文件内容：

/*******************************************************************************
*   Filename:       bsp_mlx90614.h
*   Revised:        All copyrights reserved to Roger.
*   Date:           2020-10-17
*   Revision:       v1.0
*   Writer:         Roger-WY.
*
*   Description:    非接触式红外温度传感器模块驱动(数字式)  头文件
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#ifndef __BSP_MLX90614_H__
#define __BSP_MLX90614_H__#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_timer.h"#define MLX90614_TEMP_READ_ERR_CODE -99/* MLX90614 内部寄存器地址定义 */
/* Private defines -----------------------------------------------------------*/
/* DEFAULT SLAVE ADDRESS */
#define MLX90614_ADDR       0x5A
#define MLX90614_ADDR_WR   (MLX90614_ADDR << 1)/* OPCODE DEFINES */
#define MLX90614_OP_RAM     0x00
#define MLX90614_OP_EEPROM  0x20
#define MLX90614_OP_SLEEP   0xFF/* RAM offsets with 16-bit data, MSB first */
#define MLX90614_RAW1       (MLX90614_OP_RAM | 0x04) /* raw data IR channel 1 */
#define MLX90614_RAW2       (MLX90614_OP_RAM | 0x05) /* raw data IR channel 2 */
#define MLX90614_TAMB       (MLX90614_OP_RAM | 0x06) /* ambient temperature */
#define MLX90614_TOBJ1      (MLX90614_OP_RAM | 0x07) /* object 1 temperature */
#define MLX90614_TOBJ2      (MLX90614_OP_RAM | 0x08) /* object 2 temperature */
/* EEPROM offsets with 16-bit data, MSB first */
#define MLX90614_TOMIN      (MLX90614_OP_EEPROM | 0x00) /* object temperature min register */
#define MLX90614_TOMAX      (MLX90614_OP_EEPROM | 0x01) /* object temperature max register */
#define MLX90614_PWMCTRL    (MLX90614_OP_EEPROM | 0x02) /* pwm configuration register */
#define MLX90614_TARANGE    (MLX90614_OP_EEPROM | 0x03) /* ambient temperature register */
#define MLX90614_EMISSIVITY (MLX90614_OP_EEPROM | 0x04) /* emissivity correction register */
#define MLX90614_CFG1       (MLX90614_OP_EEPROM | 0x05) /* configuration register */
#define MLX90614_SA         (MLX90614_OP_EEPROM | 0x0E) /* slave address register */
#define MLX90614_ID1        (MLX90614_OP_EEPROM | 0x1C) /*[read-only] 1 ID register */
#define MLX90614_ID2        (MLX90614_OP_EEPROM | 0x1D) /*[read-only] 2 ID register */
#define MLX90614_ID3        (MLX90614_OP_EEPROM | 0x1E) /*[read-only] 3 ID register */
#define MLX90614_ID4        (MLX90614_OP_EEPROM | 0x1F) /*[read-only] 4 ID register */#define MLX90614_DBG_OFF    0
#define MLX90614_DBG_ON     1
#define MLX90614_DBG_MSG_W  0
#define MLX90614_DBG_MSG_R  1/* MLX90614 供外部调用函数 */
int8_t bsp_Mlx90614Init(void);
int8_t bsp_Mlx90614ScanDevice(uint8_t *pSlaveAddr);
float bsp_Mlx90614ReadTemp(uint8_t devAddr);#endif
/***************************** (END OF FILE) **********************************/

完整的工程

STM32F1 使用标准库函数读取MLX90614ESF非接触式温度传感器的完整工程可点击此处下载（有积分或者是会员的小伙伴可以支持一下！）

PS:鉴于积分实在有点糟心，后面我把工程上传到 gitee 上了，没有积分的小伙伴可以直接去 gitee 上下载

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