STM32软硬件SPI读取MAX31865 PT100温度支持shell功能
2024-04-12 01:53:29
PT100的温度读取硬件是利用TB的MAX31865现成模块，也可以自己做相应的PCB。原理图可以查看美信官方文档作为参考。传送门：https://www.maximintegrated.com/en/products/interface/sensor-interface/MAX31865.html
STM32的SPI功能就不多赘述，可以利用软件模拟SPI或使用STM32的硬件SPI。相应的优缺点个人使用总结单个SPI通讯用软硬件都行，多机通讯使用STM32的硬件SPI较好。
下面将展示STM32软硬件SPI读取MAX31865，获得电阻值计算温度的模块代码。
百度云链接：https://pan.baidu.com/s/1B8qxTVGqyX6V1TCjKcCfrQ
提取码：fq7g
CSDN连接：max31865软硬件读写.rar-互联网文档类资源-CSDN下载
显示效果如下：
软件模拟SPI读取MAX31865，转换为温度输出。
#include "max31865.h"/***********************************************
调用方式：MAX31865_Init()
返回值：
SDO ---> PC10
CS ---> PC12
SCLK ---> PC9
SDI ---> PC11
DRDY ---> PC13
函数说明：MAX31865 初始化,软件模拟
************************************************/
void MAX31865_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure ;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MAX31865_CS|MAX31865_SCLK|MAX31865_SDI;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(MAX31865_CONTROL_PORT,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MAX31865_SDO|MAX31865_DRDY;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(MAX31865_CONTROL_PORT,&GPIO_InitStructure);MAX31865_CS_SET;MAX31865_SCLK_SET;
}/***********************************************
调用方式：MAX31865_Write()
返回值：
函数说明：MAX31865 写寄存器,addr:寄存器地址,data:数据
************************************************/
void MAX31865_Write(unsigned char addr, unsigned char data)
{unsigned char i;MAX31865_CS_CLR;for(i=0;i<8;i++) //写地址{MAX31865_SCLK_CLR;if(addr&0x80) MAX31865_SDI_SET;else MAX31865_SDI_CLR;MAX31865_SCLK_SET;addr<<=1;}for(i=0;i<8;i++) //写数据{MAX31865_SCLK_CLR;if(data&0x80) MAX31865_SDI_SET;else MAX31865_SDI_CLR;MAX31865_SCLK_SET;data<<=1;}MAX31865_CS_SET;
}
/***********************************************
调用方式：MAX31865_Read()
返回值： data
函数说明：MAX31865 读寄存器 ,addr:寄存器地址
************************************************/
unsigned char MAX31865_Read(unsigned char addr)
{unsigned char i;unsigned char data=0;MAX31865_CS_CLR;for(i=0;i<8;i++) //写地址{MAX31865_SCLK_CLR;if(addr&0x80) MAX31865_SDI_SET;else MAX31865_SDI_CLR;MAX31865_SCLK_SET;addr<<=1;}for(i=0;i<8;i++) //读数据{MAX31865_SCLK_CLR;data<<=1; MAX31865_SCLK_SET; if(MAX31865_SDO_READ) data|=0x01;else data|=0x00;}MAX31865_CS_SET;return data;
}
/***********************************************
调用方式：MAX31865_Cfg()
返回值：
函数说明：MAX31865 配置
************************************************/
void MAX31865_Cfg(void)
{//BIAS ON,自动，4线，50HZ 根据文件修改四线还是三线MAX31865_Write(0x80, 0xC3);
}
/***********************************************
调用方式：MAX31865_GetTemp()
返回值：
函数说明：MAX31865 获取温度
************************************************/
float MAX31865_GetTemp(void)
{ unsigned int data;float Rt;float Rt0 = 100; //PT100 float Z1,Z2,Z3,Z4,temp;float a = 3.9083e-3;float b = -5.775e-7;float rpoly;
// MAX31865_Write(0x80, 0xD3);data=MAX31865_Read(0x01)<<8;data|=MAX31865_Read(0x02);data>>=1; //去掉Fault位Rt=(float)data/32768.0*RREF;Z1 = -a;Z2 = a*a-4*b;Z3 = 4*b/Rt0;Z4 = 2*b;temp = Z2+Z3*Rt;temp = (sqrt(temp)+Z1)/Z4;if(temp>=0){return temp;}rpoly = Rt;temp = -242.02;temp += 2.2228 * rpoly;rpoly *= Rt; // squaretemp += 2.5859e-3 * rpoly;rpoly *= Rt; // ^3temp -= 4.8260e-6 * rpoly;rpoly *= Rt; // ^4temp -= 2.8183e-8 * rpoly;rpoly *= Rt; // ^5temp += 1.5243e-10 * rpoly;return temp;
}#ifndef __MAX31865_H
#define __MAX31865_H#include "stm32f10x.h"
#include "math.h"
#include "usart_arb.h"
#include "delay.h"/* MAX31865参考电阻 */
#define RREF (430) //400Ω/* MAX31865控制口 */
#define MAX31865_CONTROL_PORT GPIOC
#define MAX31865_SDO GPIO_Pin_10
#define MAX31865_CS GPIO_Pin_12
#define MAX31865_SCLK GPIO_Pin_9
#define MAX31865_SDI GPIO_Pin_11
#define MAX31865_DRDY GPIO_Pin_13 #define MAX31865_CS_SET GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_CS,Bit_SET)
#define MAX31865_CS_CLR GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_CS,Bit_RESET)
#define MAX31865_SCLK_SET GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SCLK,Bit_SET)
#define MAX31865_SCLK_CLR GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SCLK,Bit_RESET)
#define MAX31865_SDI_SET GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SDI,Bit_SET)
#define MAX31865_SDI_CLR GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SDI,Bit_RESET)#define MAX31865_SDO_READ GPIO_ReadInputDataBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SDO)
#define MAX31865_DRDY_READ GPIO_ReadInputDataBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_DRDY)void MAX31865_Init(void); //MAX31865 初始化,软件模拟
void MAX31865_Cfg(void); //MAX31865 配置
float MAX31865_GetTemp(void);//MAX31865 获取温度#endif硬件SPI读取MAX31865，转换为温度输出。
#include "stm32_spi.h"__IO uint32_t TIMEOUT=LONG_TIMEOUT;
/***********************************************
调用方式： SPI_Inital()
SDO ---> PA5
CS ---> PB6
SCLK ---> PA5
SDI ---> PA7
DRDY ---> PB6
返回值：
函数说明：MAX31865 硬件spi初始化
************************************************/
void SPI_Inital(void)
{SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// GPIORCC_APB2PeriphClockCmd(SPI_GPIO_CLK, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(SPI_CS_GPIO_CLK, ENABLE);/*!< SPI Periph clock enable */RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);/*!< GPIO configuration */ /*!< Configure SPI pins */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI_SCK|SPI_MOSI|SPI_MISO;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(MAX31865_SPI_PORT, &GPIO_InitStructure);/*!< Configure SPI pin: CS */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPI_CS;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(MAX31865_IO_PORT, &GPIO_InitStructure); //set CS highGPIO_SetBits(MAX31865_IO_PORT, SPI_CS); /*!< SPI configuration */SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;SPI_InitStructure.SPI_DataSize =SPI_DataSize_8b;SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_8;SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;/* SPI Peripheral Enable */SPI_Cmd(SPI1, ENABLE);/* Apply SPI configuration after enabling it */SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);
}
/***********************************************
调用方式： SPI_Write()
返回值：
函数说明：SPI写数据
************************************************/
uint8_t SPI_Write(uint8_t *buffer, uint8_t nBytes)
{uint8_t i;for(i=0;i<nBytes;i++){TIMEOUT = LONG_TIMEOUT;while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET){ //not emptyif((TIMEOUT--) == 0) return (1);}SPI_I2S_SendData(SPI1,buffer[i]);TIMEOUT = LONG_TIMEOUT;while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET){ if((TIMEOUT--) == 0) return (1);}SPI_I2S_ReceiveData(SPI1); }return(0);
}
/***********************************************
调用方式： SPI_Read()
返回值：
函数说明：SPI读数据
************************************************/
uint8_t SPI_Read(uint8_t *buffer, uint8_t nBytes)
{uint8_t i;SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);for(i=0;i<nBytes;i++){TIMEOUT = LONG_TIMEOUT;while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET){ //not emptyif((TIMEOUT--) == 0) return (1);}SPI_I2S_SendData(SPI1,0x00);TIMEOUT = LONG_TIMEOUT;while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET){if((TIMEOUT--) == 0) return (1);}buffer[i]= SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);}return(0);
}
/***********************************************
调用方式： SPI_WriteByte()
返回值：
函数说明：SPI字节写数据
************************************************/
uint8_t SPI_WriteByte(uint8_t data)
{TIMEOUT = LONG_TIMEOUT;while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET){ //not emptyif((TIMEOUT--) == 0) return (1);}SPI_I2S_SendData(SPI1,data);TIMEOUT = LONG_TIMEOUT;while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET){if((TIMEOUT--) == 0) return (1);}SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);return(0);
}
/***********************************************
调用方式： SPI_WriteByte()
返回值：
函数说明：SPI字节读数据
************************************************/
uint8_t SPI_ReadByte(void)
{SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET); //not empty SPI_I2S_SendData(SPI1,0xff);while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET); return (SPI_I2S_ReceiveData(SPI1));
}
/***********************************************
调用方式： Set_DRDY_Pin_INPUT()
返回值：
函数说明：MAX31865 DRDY输入IO配置
************************************************/
void Set_DRDY_Pin_INPUT(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(DRDY_GPIO_CLK, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DRDY_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(MAX31865_IO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
/***********************************************
调用方式： DRDY_Pin_Value()
返回值：
函数说明： 读MAX31865 DRDY_Pin_Value高低电平
************************************************/
uint8_t DRDY_Pin_Value(void)
{return(GPIO_ReadOutputDataBit(MAX31865_IO_PORT, DRDY_PIN));
}
#ifndef __STM32_SPI_H
#define __STM32_SPI_H#ifdef __cplusplusextern "C" {
#endif/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h"#define FLAG_TIMEOUT ((uint32_t)0x1000)
#define LONG_TIMEOUT ((uint32_t)(10 *FLAG_TIMEOUT))#define MAX31865_SPI_PORT GPIOA
#define MAX31865_IO_PORT GPIOB// define SPI pins
#define SPI_SCK GPIO_Pin_5 /* GPIOA.5*/
#define SPI_MISO GPIO_Pin_6 /*GPIOA.6*/
#define SPI_MOSI GPIO_Pin_7 /*GPIOA.7*/
#define SPI_CS GPIO_Pin_6 /*GPIOB.6*/
#define DRDY_PIN GPIO_Pin_5 /*GPIOB.5*/#define SPI_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA
#define SPI_CS_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define DRDY_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB#define SPI_CS_HIGH GPIO_SetBits(MAX31865_IO_PORT, SPI_CS)
#define SPI_CS_LOW GPIO_ResetBits(MAX31865_IO_PORT, SPI_CS)void SPI_Inital(void);//MAX31865 硬件spi初始化
uint8_t SPI_Write(uint8_t *buffer, uint8_t nBytes);//SPI写数据
uint8_t SPI_Read(uint8_t *buffer, uint8_t nBytes); //SPI读数据
uint8_t SPI_WriteByte(uint8_t data);//SPI字节写数据
uint8_t SPI_ReadByte(void); //SPI字节读数据
void Set_DRDY_Pin_INPUT(void);//MAX31865 DRDY输入IO配置
uint8_t DRDY_Pin_Value(void);//读MAX31865 DRDY_Pin_Value高低电平#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif#include "max31865.h"/***********************************************
调用方式：MAX31865_Init()
返回值：
SDO ---> PC10
CS ---> PC12
SCLK ---> PC9
SDI ---> PC11
DRDY ---> PC13
函数说明：MAX31865 初始化,软件模拟
************************************************/
void MAX31865_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure ;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MAX31865_CS|MAX31865_SCLK|MAX31865_SDI;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(MAX31865_CONTROL_PORT,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MAX31865_SDO|MAX31865_DRDY;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(MAX31865_CONTROL_PORT,&GPIO_InitStructure);MAX31865_CS_SET;MAX31865_SCLK_SET;
}/***********************************************
调用方式：MAX31865_Write()
返回值：
函数说明：MAX31865 写寄存器,addr:寄存器地址,data:数据
************************************************/
void MAX31865_Write(unsigned char addr, unsigned char data)
{unsigned char i;MAX31865_CS_CLR;for(i=0;i<8;i++) //写地址{MAX31865_SCLK_CLR;if(addr&0x80) MAX31865_SDI_SET;else MAX31865_SDI_CLR;MAX31865_SCLK_SET;addr<<=1;}for(i=0;i<8;i++) //写数据{MAX31865_SCLK_CLR;if(data&0x80) MAX31865_SDI_SET;else MAX31865_SDI_CLR;MAX31865_SCLK_SET;data<<=1;}MAX31865_CS_SET;
}
/***********************************************
调用方式：MAX31865_Read()
返回值： data
函数说明：MAX31865 读寄存器 ,addr:寄存器地址
************************************************/
unsigned char MAX31865_Read(unsigned char addr)
{unsigned char i;unsigned char data=0;MAX31865_CS_CLR;for(i=0;i<8;i++) //写地址{MAX31865_SCLK_CLR;if(addr&0x80) MAX31865_SDI_SET;else MAX31865_SDI_CLR;MAX31865_SCLK_SET;addr<<=1;}for(i=0;i<8;i++) //读数据{MAX31865_SCLK_CLR;data<<=1; MAX31865_SCLK_SET; if(MAX31865_SDO_READ) data|=0x01;else data|=0x00;}MAX31865_CS_SET;return data;
}
/***********************************************
调用方式：MAX31865_Cfg()
返回值：
函数说明：MAX31865 配置
************************************************/
void MAX31865_Cfg(void)
{//BIAS ON,自动，4线，50HZ 根据文件修改四线还是三线MAX31865_Write(0x80, 0xC3);
}
/***********************************************
调用方式：MAX31865_GetTemp()
返回值：
函数说明：MAX31865 获取温度
************************************************/
float MAX31865_GetTemp(void)
{ unsigned int data;float Rt;float Rt0 = 100; //PT100 float Z1,Z2,Z3,Z4,temp;float a = 3.9083e-3;float b = -5.775e-7;float rpoly;
// MAX31865_Write(0x80, 0xD3);data=MAX31865_Read(0x01)<<8;data|=MAX31865_Read(0x02);data>>=1; //去掉Fault位Rt=(float)data/32768.0*RREF;Z1 = -a;Z2 = a*a-4*b;Z3 = 4*b/Rt0;Z4 = 2*b;temp = Z2+Z3*Rt;temp = (sqrt(temp)+Z1)/Z4;if(temp>=0){return temp;}rpoly = Rt;temp = -242.02;temp += 2.2228 * rpoly;rpoly *= Rt; // squaretemp += 2.5859e-3 * rpoly;rpoly *= Rt; // ^3temp -= 4.8260e-6 * rpoly;rpoly *= Rt; // ^4temp -= 2.8183e-8 * rpoly;rpoly *= Rt; // ^5temp += 1.5243e-10 * rpoly;return temp;
}
#ifndef __MAX31865_H
#define __MAX31865_H#include "stm32f10x.h"
#include "math.h"
#include "usart_arb.h"
#include "delay.h"/* MAX31865参考电阻 */
#define RREF (430) //400Ω/* MAX31865控制口 */
#define MAX31865_CONTROL_PORT GPIOC
#define MAX31865_SDO GPIO_Pin_10
#define MAX31865_CS GPIO_Pin_12
#define MAX31865_SCLK GPIO_Pin_9
#define MAX31865_SDI GPIO_Pin_11
#define MAX31865_DRDY GPIO_Pin_13 #define MAX31865_CS_SET GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_CS,Bit_SET)
#define MAX31865_CS_CLR GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_CS,Bit_RESET)
#define MAX31865_SCLK_SET GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SCLK,Bit_SET)
#define MAX31865_SCLK_CLR GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SCLK,Bit_RESET)
#define MAX31865_SDI_SET GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SDI,Bit_SET)
#define MAX31865_SDI_CLR GPIO_WriteBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SDI,Bit_RESET)#define MAX31865_SDO_READ GPIO_ReadInputDataBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_SDO)
#define MAX31865_DRDY_READ GPIO_ReadInputDataBit(MAX31865_CONTROL_PORT,MAX31865_DRDY)void MAX31865_Init(void); //MAX31865 初始化,软件模拟
void MAX31865_Cfg(void); //MAX31865 配置
float MAX31865_GetTemp(void);//MAX31865 获取温度#endif主函数显示
/***********************************************
调用方式：无
返回值：
函数说明：主函数
************************************************/
int main(void)
{Bsp_init();//初始化板载程序while(1){ Get_RTCSencod();//float temp = MAX31865_GetTemp();//软件模拟spi读取max31865合成温度float temp = Get_Hardware_SPI_Temp();//硬件spi读取max31865合成温度if(isReadTemp == 1 && isShowShell == 1){#if 0if(SysRTC_Secondflag == 1){SysRTC_Secondflag = 0;printf("%02d:%02d:%02d",THH, TMM, TSS); printf("temp=%.2f\r\n",temp);LED_Light();#endif#if 1if(SysRTC_Secondflag == 1){SysRTC_Secondflag = 0;printf("%02d:%02d:%02d",THH, TMM, TSS);printf("temp=%.2f\r\n",temp);LED_Light();//delay_ms(100);}#endif}}}硬件模块连接示意图：
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