【嵌入式外設(shè)】 紅外測(cè)溫（MLX90614/LU90614）驅(qū)動(dòng)代碼

一、前言

• MLX90614 采用 I2C通信，適合多個(gè)設(shè)備的連接，通信過程由時(shí)鐘控制，適用于需要多設(shè)備總線連接的系統(tǒng)。
• LU90614 采用 UART串口通信，適合單點(diǎn)連接，配置較為簡(jiǎn)單，傳輸速度較快。

兩者的主要區(qū)別在于通信方式：MLX90614 使用的是更適合多個(gè)設(shè)備的 I2C 協(xié)議，而 LU90614 使用的是常見的串口通信。

二、簡(jiǎn)介

MLX90614 傳感器（I2C通信）

MLX90614 是一款紅外溫度傳感器，主要用于非接觸式測(cè)量物體的表面溫度。它采用 I2C 通信接口，可以與主控芯片（如 STM32、Arduino 等）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

I2C通信簡(jiǎn)介：

• I2C（Inter-Integrated Circuit） 是一種同步串行通信協(xié)議，適用于低速短距離通信。
• 它使用兩條信號(hào)線：
  • SCL（時(shí)鐘線）：控制數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘。
  • SDA（數(shù)據(jù)線）：傳輸數(shù)據(jù)。
• 在 I2C 總線上，主設(shè)備（如微控制器）通過時(shí)鐘和數(shù)據(jù)線與從設(shè)備進(jìn)行通信。I2C 支持多個(gè)從設(shè)備，每個(gè)設(shè)備通過唯一的地址進(jìn)行識(shí)別。

MLX90614 與 I2C 的連接：

• MLX90614 通過 I2C 接口進(jìn)行通信，通常是與 STM32、Arduino 等主控板進(jìn)行連接。
• 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，主控會(huì)發(fā)送命令來讀取溫度數(shù)據(jù)或配置傳感器，傳感器會(huì)根據(jù)命令返回相應(yīng)的溫度值。

特點(diǎn)：

• 可以通過 I2C 協(xié)議讀取 環(huán)境溫度 和 目標(biāo)物體溫度。
• 傳輸距離較短，適合在嵌入式系統(tǒng)中與其他傳感器或設(shè)備進(jìn)行集成。
• 支持 7 位或 10 位地址配置，可以連接多個(gè)設(shè)備。

LU90614 傳感器（串口通信）

LU90614 是另一款紅外溫度傳感器，功能上與 MLX90614 類似，但是它使用 串口（UART） 通信接口。

UART通信簡(jiǎn)介：

• UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter） 是一種廣泛使用的異步串行通信協(xié)議，通常用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。
• 它僅使用兩條信號(hào)線：
  • TX（發(fā)送線）：發(fā)送數(shù)據(jù)。
  • RX（接收線）：接收數(shù)據(jù)。
• UART 不需要時(shí)鐘信號(hào)，而是通過約定的波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通信的雙方需要使用相同的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等參數(shù)。

LU90614 與 UART 的連接：

• LU90614 使用 UART 通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通常通過 TX 和 RX 端口連接到主控芯片（如 STM32 或 Arduino）。
• 主控可以通過串口發(fā)送命令請(qǐng)求傳感器的數(shù)據(jù)（如溫度數(shù)據(jù)），傳感器返回相應(yīng)的結(jié)果。

特點(diǎn)：

• 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，一般用于與單個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信。
• 串口通信速度較高，適合短距離、高速數(shù)據(jù)傳輸。
• 配置簡(jiǎn)單，但需要確保波特率等參數(shù)一致。

三、資料獲取

關(guān)注微信公眾號(hào)--星之援工作室 發(fā)送關(guān)鍵字（MLX90614）

這款是iic通信的，直接配置即可使用

代碼含重要注釋，開源，可自行移植

關(guān)注微信公眾號(hào)--星之援工作室 發(fā)送關(guān)鍵字（LU90614）

這款是串口通信的，直接配置即可使用

代碼含重要注釋，開源，可自行移植

????

四、設(shè)備使用

實(shí)現(xiàn)效果

連接好線 打開串口工具 即可輸出獲取的數(shù)據(jù)

MLX90614 接線

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

LU90614 接線

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

四、代碼編寫

代碼在資料里面都有 （這里我放MLX90614 的配置）

main.c

?實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)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();	    	 //延時(shí)函數(shù)初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設(shè)置NVIC中斷分組2:2位搶占優(yōu)先級(jí)，2位響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
	uart_init(115200);	 //串口初始化為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("溫度值為：%.2frn",temp);
	}	 
 }

MLX90614.c

實(shí)現(xiàn)IIC配置和讀取 ，實(shí)現(xiàn)BMP280讀取

/*******************************************************************************
* 文件名		: mlx90614.c
* 作  者	: 
* 版  本	: 
* 日  期	: 2013-08-07
* 描  述	: mlx90614函數(shù)
PB6：SCL
PB7：SDA
在主函數(shù)中先初始化SMBus_Init();
需要讀取溫度就調(diào)用temp=SMBus_ReadTemp();  //讀取溫度，temp是浮點(diǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)整數(shù)：i=ceil(temp); 
*******************************************************************************/

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

#include "mlx90614.h"

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define ACK	 0 //應(yīng)答
#define	NACK 1 //無應(yīng)答
#define SA				0x00 //Slave address 單個(gè)MLX90614時(shí)地址為0x00,多個(gè)時(shí)地址默認(rèn)為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 目標(biāo)1溫度,檢測(cè)到的紅外溫度 -70.01 ~ 382.19度

#define SMBUS_PORT	GPIOB      //PB端口(端口和下面的兩個(gè)針腳可自定義)
#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 //置高電平
#define SMBUS_SCK_L()	    SMBUS_PORT->BRR = SMBUS_SCK  //置低電平
#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 //讀取引腳電平

/* 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時(shí)，檢測(cè)到SDA由1到0表示通信開始（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時(shí)，檢測(cè)到SDA由0到1表示通信結(jié)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();          //引腳靠外部電阻上拉，當(dāng)作輸入
	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    : 延時(shí)  一次循環(huán)約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為集電極開漏輸出*/
	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位表示從機(jī)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表示接下來寫命令
        {
            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表示接下來讀數(shù)據(jù)
        {
            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

配置函數(shù)

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

/* 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); //獲取溫度值

#endif

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

五、參考

利用STM32制作紅外測(cè)溫儀之硬件設(shè)計(jì)? 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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