台湾燃太TN905/TN901模块的使用及驱动程序

台湾燃太TN905模块是我使用的第三家公司做的红外测温产品，前两款是TI的TMP006和Melexis的MLX90614，TN905模块吸人的地方是它已经高度集成了各个模块，拿过来几乎就可以直接使用了，测量距离比较长，探头前面已经设计好了菲涅尔透镜，探头引脚出来也多了一些用于数据处理的电路，当然价格也相对比较昂贵。

TN905的测量物距比为5:1,TN901位1:1，一张图来解释什么是物距比（测量热源距离探头的距离与热源的直径的比值）：

然后看看模块的引脚说明，一共有5个引脚，VCC和GND，然后是CLOCK和Data，最后一个引脚是ActionKey：

所以我只需要3个GPIO口和一根电源线以及一根地线就可以了，看时序图觉得程序应该很好写，数据手册上写的是SPI通信，但是具体和SPI通信协议还是有很大区别的，应该是他们家公司自定义的。数据包的格式也是事先定义好了的，你只需要读出数据，然后对数据加以判断就可以读出温度了。先看看时序图：

时序是不是很简单，当你觉得它很简单时，你应该注意了，但是它确实很简单。于是开始写驱动程序，我使用的STM32开发板来进行测试，使用了3个GPIO口，PC0接A，PC1接C，PC2接D。时钟信号周期500us应该是大概的，我用IO口模拟一下这个时钟信号就可以了，时钟信号先拉高，在将A脚拉低，准备读数据，然后拉低时钟产生一个下降沿开始读数据，后面就接着读，一种读满5个字节，然后延时大于0.1ms开始读下一个数据包，对数据加以处理就可以算出环境温度和目标温度了。

数据包的格式：

写好代码后就开始进行测试，测试后才发现读出来的数据没有一个数据包是正确的，几乎全是FF，于是开始反思是哪儿代码写错了，是SPI时序不对吗，SPI是不是上升沿读数据，于是改成上升沿读数据，结果好像没什么变化，再修改延时，也没用。思索半天无果，这时你就需要一台示波器了，连上示波器观察时钟和数据信号，看时钟信号，波形是很好的方波，和我软件模拟的一样，周期也是对的，但是数据几乎全是高电平，但是发现时钟会突然周期性的出现一个纹波，数据在这时改变，时钟和数据完全不同步，看到这里就恍然大悟了，原来我的开发板不是主机，这个模块才应该是主机，时钟信号被我强行用IO口改变了，TN905模块有一个自己的时钟，为2KHz，我的开发板应该设置成从机，按照它的时钟来读数据就可以了。于是修改程序，数据就正确了，数据包的头和尾都是正确的。

将代码贴上：

TN905.h

#ifndef __TN905_H
#define __TN905_H
#include "sys.h"//IO方向设置#define DATA_IN()  {GPIOC->CRL&=0XFFFFF0FF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<8;}
#define DATA_OUT() {GPIOB->CRL&=0XFFFFF0FF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<8;}//IO操作函数
#define SPI_CLK     PCout(1) //SCL
#define SPI_DATA    PCout(2) //SDA
#define READ_CLK    PCin(1) //SCL
#define READ_DATA   PCin(2)  //输入SDA
#define AK_TN9      PCout(0)  //输出ActionKey //初始化TN9IO口和检验和计算
void TN9_Init(void);
int Check_Sum(u8 Data[5]);#endif

TN905.c

#include "TN905.h"//初始化TN9IO口
void TN9_Init(void)
{                        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE ); //使能GPIOC时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;               //上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_0);                                               //PC0输出高
}//校验和计算
int Check_Sum(u8 Data[5])
{u16 temp = 0;temp = Data[0] + Data[1] + Data[2];temp = temp & 0xff;if(temp == Data[3])return 1;else return 0;
}

main.c

<span style="font-size:14px;">#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"
#include "TN905.h"     #include "math.h"int main(void){ u16 Tdie_Temp;u16 Tobj_Read;float Tdie;float Tobj;u8 TN905_Read[5];u8 i,flag;u8 data_tmp=0;u8 DATA_NUM=0;u8 DATA_INDEX=0;int Tdie_Pot,Tobj_Pot;      //变量定义delay_init();          </span><span style="font-size:14px; white-space: pre;"> </span><span style="font-size:14px;">//延时初始化   LCD_Init();               //初始化LCD                TN9_Init();         //TN9初始化 while(1){POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 flag = 0;AK_TN9 = 1;delay_ms(10);AK_TN9 = 0;delay_ms(10);DATA_INDEX = 0;while(DATA_INDEX<5)               //读一个数据包（5个字节）{if(!READ_CLK)</span><span style="font-size:14px; white-space: pre;">      </span><span style="font-size:14px;">//时钟的下降沿{if(flag==0){ flag=1;            DATA_NUM++;data_tmp<<=1;   if(READ_DATA)   //读数据一个bit{data_tmp=data_tmp|0x01;}else{data_tmp=data_tmp&0xfe;}  if(DATA_NUM==8){TN905_Read[DATA_INDEX]=data_tmp;DATA_NUM=0;DATA_INDEX++;data_tmp=0;}}}else{if(flag==1){flag=0;}}}</span><span style="font-size:14px; white-space: pre;">       </span><span style="font-size:14px;">//数据处理if(TN905_Read[0] == 0x4C)</span><span style="font-size:14px; white-space: pre;">     </span><span style="font-size:14px;">//第一个字节为4C表示读取的温度为目标温度{if(Check_Sum(TN905_Read)&(TN905_Read[4]==0x0d))     //检验校验和和结尾字节是否正确{LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"The Obj temperature is:");Tobj_Read = TN905_Read[1]*256 + TN905_Read[2];</span><span style="font-size:14px; white-space: pre;">   </span><span style="font-size:14px;">//计算温度值Tobj = (float)Tobj_Read/16 - 273.15;LCD_ShowxNum(30,130,Tobj,8,16,0x00);Tobj_Pot = (int)(Tobj*10)%10;LCD_ShowString(94,130,200,16,16,".  C");LCD_ShowxNum(98,130,Tobj_Pot,1,16,0x00);Tobj = 0;}}else if(TN905_Read[0] == 0x66)</span><span style="font-size:14px; white-space: pre;">      </span><span style="font-size:14px;">//第一个字节为0x66则表示数据包文环境温度{if(Check_Sum(TN905_Read)&(TN905_Read[4]==0x0d))</span><span style="font-size:14px; white-space: pre;">     </span><span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><span style="font-size:12px;">//检验校验和和结尾字节是否正确</span></span><span style="font-size:14px; white-space: pre;">
</span><span style="font-size:14px;">                {LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"The Amb temperature is:");Tdie_Temp = TN905_Read[1]*256 + TN905_Read[2];<span style="white-space:pre">       </span>//温度计算Tdie = (float)Tdie_Temp/16 - 273.15;LCD_ShowxNum(30,170,Tdie,8,16,0x00);Tdie_Pot = (int)(Tdie*10)%10;<span style="white-space:pre">           </span>//保留小数点后一位LCD_ShowString(94,170,200,16,16,".  C");LCD_ShowxNum(98,170,Tdie_Pot,1,16,0x00);Tdie = 0;}}<span style="white-space:pre">    </span> }}
</span>

发射率默认设置为0.95，修改发射率就是往EEPROM里面写数据，数据包的格式数据手册上也写了，由于我并没有修改发射率，所以那段代码就没写了。最后说一下测试的效果，首先说一下优点，距离长，TN905能测的距离很长，测量我手心的温度至少可以达到40CM，也就是距离40CM测量都没有问题，要知道普通的10CM都达不到，所以在距离方面确实有很大的优势。然后就是测量热气流的温度，对准我的笔记本散热口，测量到的温度为40多到50度，算是正常，效果不错。再试一下用热吹风吹一下，这一吹就有问题了，读数和TI的TMP006一样，很快目标温度就变成0了。环境温度读数逐渐上升，应该是正常的。另外，如果我用手去捂热传感器探头，并没有遮挡探头接收红外光，理论上此时测得的目标温度应该是环境温度25℃左右，但是此时目标温度的读数确是50多度，很明显不正确。关于此的疑问，我专门问了燃太公司的技术人员，给我的回复是当环境温度剧烈变化时会造成目标温度读数不正确，如果用手加热探头外壁，不仅探头温度上升，探头前面的菲涅尔透镜也会被加热，所以测得的温度就会不准确了。另外，对于两个数据包之间的延时也会有相对较高的要求，数据手册上说的是大于0.1sec，但是过大读取的数据包只有目标温度而没有环境温度，没有延时读出的数据几乎全是错的，我程序用的延时大约几个毫秒。最后想吐槽一下数据手册，比如这个模块作为SPI主机应该在数据手册上说明一下，只能说这个模块有点特别吧。

最后附上TN905官网资料：点击打开链接

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