STM32如何通过IIC驱动MLX90614红外温度传感器？

MLX90614非接触红外温度传感器是一款性能和精度都较高的温度测量产品，在医疗，工业等领域应用较多；有四个引脚，使用SMBus协议，通过控制SCL引脚进行数据读取。工作电压为3.3V。


电路连接说明：
SDL引脚连接STM32F103mini单片机PC11，SCL引脚连接PC12引脚。 VCC连接3.3V引脚，GND连接单片机的3.3V对应的GND引脚。


因为IIC使用的是软模拟实现的引脚功能，所以用到了正点原子官方示例中的myiic.c与myiic.h文件


本文最后附上源工程文件的下载链接


main.c文件内容


#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "mlx90614.h"
u8 str_tem[6]="00.00";
void int_to_fstr(int i_num)//整型数据转化为00.00的标准文本
{
        int temp=0;
        temp=i_num+5;
        str_tem[0]=(temp%10000)/1000+'0';
        str_tem[1]=(temp%1000)/100+'0';
        str_tem[2]='.';
        str_tem[3]=(temp%100)/10+'0';
        str_tem[4]=temp%10+'0';
        str_tem[5]='';
}
int main(void)
{       
        u32 tem=0;
        delay_init();                     //延时函数初始化       
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
        uart_init(115200);         //串口初始化为115200
    MLX90614_Init();
       
        while(1)
        {
                //体温测试
                tem=Tempinput();
                int_to_fstr(tem);
                printf("%srn",str_tem);
                delay_ms(500);
        }         
}


mlx90614.h文件内容


#ifndef _MLX90614_H
#define _MLX90614_H


#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"


//IO方向
#define SDA_IN()  {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=8<<12;}
#define SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=3<<12;}


//IO引脚定义
#define IIC_SCL    PCout(12) //SCL
#define IIC_SDA    PCout(11) //SDA         
#define READ_SDA   PCin(11)  //??SDA


//IIC
void MLX90614_Init(void); //器件初始化
void MLX_Send_Byte(u8 txd);//IIC发送数据
u8 MLX_Read_Byte(void);//IIC读取数据


u32 Tempinput(void);//读取温度值


#endif


mlx90614.c文件内容


#include "mlx90614.h"
#include "myiic.h"
void MLX90614_Init(void)
{                                             
        IIC_Init();
}


//IIC发送一个字节  
void MLX_Send_Byte(u8 txd)
{                        
        IIC_Send_Byte(txd);//IIC发送数据
        //不产生ACK应答信号
        IIC_SCL=0;
        delay_us(10);
        IIC_SDA=1;       
        delay_us(10);
        IIC_SCL=1;
        delay_us(10);
        IIC_SCL=0;       


}             
//读1个字节
u8 MLX_Read_Byte()
{
        unsigned char i,receive=0;
        SDA_IN();
        for(i=0;i<8;i++ )
        {
                IIC_SCL=0;
                delay_us(10);
                IIC_SCL=1;
                delay_us(10);
                receive<<=1;
                if(READ_SDA)receive++;   
                delay_us(10);
        }
        //产生ACK应答信号
        IIC_SCL=0;
        delay_us(10);
        IIC_SDA=0;       
        delay_us(10);
        IIC_SCL=1;
        delay_us(10);
        IIC_SCL=0;       
        return receive;
}


u32 Tempinput()
{
  u8 SMBdataL;//存低8位数据
  u8 SMBdataH;//存高8位数据
  u32 SMBdata;//存拼接后的温度数据


        //通过IIC设置器件工作模式并启动器件
  IIC_Start();
  MLX_Send_Byte(0xB4);
  MLX_Send_Byte(0x07);
       
        //通过IIC读取器件采集的温度数值
  IIC_Start();//IIC启动
  MLX_Send_Byte(0x01); //发送采集指令
  SMBdataL=MLX_Read_Byte();//读取低位数据
  SMBdataH=MLX_Read_Byte();//读取高位数据
  MLX_Read_Byte();//读取8位校验数据
  IIC_Stop(); //IIC停止
  delay_us(10);
  //温度tem=(T*0.02)-273.15
  SMBdata=(SMBdataH<<8)+SMBdataL;//高8位与低8位数据拼接
  SMBdata=SMBdata*2-27315;//得到的温度为实际温度的100倍


  return SMBdata;//返回的数据为实际温度的100倍需另行处理
}


myiic.h文件内容


#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "sys.h"
                                
//IO方向设置
#define SDA_IN()  {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=8<<12;}
#define SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=3<<12;}


//IO操作函数         
#define IIC_SCL    PCout(12) //SCL
#define IIC_SDA    PCout(11) //SDA         
#define READ_SDA   PCin(11)  //输入SDA


//IIC所有操作函数
void IIC_Init(void);                //初始化IIC的IO口                                 
void IIC_Start(void);                                //发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);                                  //发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);                        //IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void);                                 //IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);                                        //IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);                                //IIC不发送ACK信号


void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);          
#endif


myiic.c文件内容


#include "myiic.h"
#include "delay.h"


//初始化IIC
void IIC_Init(void)
{                                             
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
        //RCC->APB2ENR|=1<<4;//先使能外设IO PORTC时钟
        RCC_APB2PeriphClockCmd(        RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );       
          
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_11;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

        IIC_SCL=1;
        IIC_SDA=1;


}
//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{
        SDA_OUT();     //sda线输出
        IIC_SDA=1;                    
        IIC_SCL=1;
        delay_us(4);
        IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
        delay_us(4);
        IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}          
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{
        SDA_OUT();//sda线输出
        IIC_SCL=0;
        IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
        delay_us(4);
        IIC_SCL=1;
        IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
        delay_us(4);                                                                  
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
        u8 ucErrTime=0;
        SDA_IN();      //SDA设置为输入  
        IIC_SDA=1;delay_us(1);          
        IIC_SCL=1;delay_us(1);         
        while(READ_SDA)
        {
                ucErrTime++;
                if(ucErrTime>250)
                {
                        IIC_Stop();
                        return 1;
                }
        }
        IIC_SCL=0;//时钟输出0           
        return 0;  
}
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
        IIC_SCL=0;
        SDA_OUT();
        IIC_SDA=0;
        delay_us(2);
        IIC_SCL=1;
        delay_us(2);
        IIC_SCL=0;
}
//不产生ACK应答                    
void IIC_NAck(void)
{
        IIC_SCL=0;
        SDA_OUT();
        IIC_SDA=1;
        delay_us(2);
        IIC_SCL=1;
        delay_us(2);
        IIC_SCL=0;
}                                                                              
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答                          
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
        SDA_OUT();             
    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
    for(t=0;t<8;t++)
    {              
        IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
        txd<<=1;           
                delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的
                IIC_SCL=1;
                delay_us(2);
                IIC_SCL=0;       
                delay_us(2);
    }         
}             
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
        unsigned char i,receive=0;
        SDA_IN();//SDA设置为输入
  for(i=0;i<8;i++ )
        {
    IIC_SCL=0;
    delay_us(2);
                IIC_SCL=1;
    receive<<=1;
    if(READ_SDA)receive++;   
                delay_us(1);
  }                                         
    if (!ack)
        IIC_NAck();//发送nACK
    else
        IIC_Ack(); //发送ACK   
    return receive;
}