MLX90614红外无接触测温传感器

MLX90614 系列模块是一组通用的红外测温模块。在出厂前该模块已进行校验及线性化，具有非接触、体积小、精度高，成本低等优点。被测目标温度和环境温度能通过单通道输出，并有两种输出接口，适合于汽车空调、室内暖气、家用电器、手持设备以及医疗设备应用等。测温方式可分为接触式和非接触式，接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度，所以响应时间长，且极易受环境温度的影响；而红外测温是根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度，不与被测物体接触，具有影响动被测物体温度分布场，温度分辨率高、响应速度快、测温范围广、不受测温上限的限制、稳定性好等特点，所以我们选择mlx90614来作为红外测温模块。
  单片机与mlx90614红外测温模块之间通信的方式是“类IIC”通信，意思就是通信方式跟IIC通信方式很像但又不是IIC，它有另外一个名字叫做SMBus。SMBus (System Management Bus)是 1995 年由 intel 公司提出的一种高效同步串行总线，SMBus 只有两根信号线:双向数据线和时钟信号线，容许 CPU 与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息，即可以提高传输速度也可以减小器件的资源占用，另外即使在没有SMBus 接口的单片机上也可利用软件进行模拟。

模块来源

采购链接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.204e2e8d2hPeAl&id=609920555320&_u=h2t4uge53d5e
资料下载链接：https://pan.baidu.com/s/1AsEBvVCiNAvTKqTeGSA60w
提取码：g06n

规格参数

工作电压：4.5~5.5V
工作电流：1.3~2.5mA

原理解析

MLX90614中有两个存储器，分别为EEPROM和RAM。

• MLX90614中共有32个字长为16位的EEPROM存储单元，其地址为000H—01FH。EEPROM中所有的寄存器都是可以通过SMBus进行读取，但只有部分寄存器是可以进行改写的(地址为0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05*，0x0E, 0x0F, 0x19)。可改写部分如下图所示。因在出厂前模块已进行校验及线性化，所以我们直接使用默认参数，不需要修改。

• MLX90614中总共有32个17位的RAM存储单元，用户不能通过RAM来写入数据，只能读取RAM中的部分存储单元读取16位存储数据。其采集的环境温度数据保存在地址06H存储单元中，采集的被测物体温度数据存储在07H存储单元中。因此运用存储在RAM地址中的数据，通过公式的计算，可以得到环境温度Ta及被测物体温度数据To。

时序说明
需要注意的是数据的低8位在前面，高8位在后。

器件地址（Slave Address）在数据手册中有说明，默认器件地址为0X5A；

命令（Command）是根据要控制的是RAM还是eeprom来决定一个字节中的BIT7~BIT5。剩余的BIT4~BIT0由要操控的地址决定。

例如，我要读取RAM的Ta温度数据，则命令组成见下表。其中RAM地址为000x_xxxx，Ta温度数据地址为0x06=0000_0110，只取低5位则为xxx0_0110。

PEC是一个多项式为X8+X2+X1+1的CRC-8校验数据。
在数据手册中举了两个例子。其中0xB4为器件地址左移一位后的值。

得到温度的原始数据后，根据数据手册的说明进行换算即可得到温度。

以上是手册中举了一个例子，如果读取到的温度数据是0X3AF7，其10进制为15095，将10进制数 除以50或者乘以0.02得到301.9，再减去273.15即可得到实际温度。

该温度换算公式对To和Ta都适用。

移植过程

引脚选择

移植至工程

我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码，按照以下步骤，即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学，这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11.c 和 bsp_dht11.h 换成 bsp_mlx90614.c 和 bsp_mlx90614.h，文件夹名字改为mlx90614。

代码写入

在 bsp_mlx90614.c 文件中写入：

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 */

#include "bsp_mlx90614.h"
#include "stdio.h"

void delay_ms(unsigned int ms)
{
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
void delay_us(unsigned int us)
{
    ets_delay_us(us);
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：MLX90614_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：MLX90614的引脚初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：MLX90614是5V
******************************************************************/
void MLX90614_GPIO_Init(void)
{
    gpio_config_t mlx90614_config = {
            .pin_bit_mask = (1ULL<<GPIO_SCL_PIN)|(1ULL<<GPIO_SDA_PIN), //配置引脚
            .mode =GPIO_MODE_OUTPUT,                   //输出模式
            .pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,         //使能上拉
            .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,     //不使能下拉
            .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE             //不使能引脚中断
    };
    gpio_config(&mlx90614_config);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：IIC_Start
 * 函 数 说 明：IIC起始时序
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void IIC_Start(void)
{
        SDA_OUT();

        SDA(1);
        delay_us(5);
        SCL(1);
        delay_us(5);

        SDA(0);
        delay_us(5);
        SCL(0);
        delay_us(5);

}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：IIC_Stop
 * 函 数 说 明：IIC停止信号
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void IIC_Stop(void)
{
        SDA_OUT();
        SCL(0);
        SDA(0);

        SCL(1);
        delay_us(5);
        SDA(1);
        delay_us(5);

}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：IIC_Send_Ack
 * 函 数 说 明：主机发送应答或者非应答信号
 * 函 数 形 参：0发送应答  1发送非应答
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void IIC_Send_Ack(unsigned char ack)
{
        SDA_OUT();
        SCL(0);
        SDA(0);
        delay_us(5);
        if(!ack) SDA(0);
        else     SDA(1);
        SCL(1);
        delay_us(5);
        SCL(0);
        SDA(1);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：I2C_WaitAck
 * 函 数 说 明：等待从机应答
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：0有应答  1超时无应答
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned char I2C_WaitAck(void)
{
    char ack = 0;
    unsigned char ack_flag = 10;
    SCL(0);
    SDA(1);
    SDA_IN();
    delay_us(5);
    SCL(1);
    delay_us(5);

    while( (SDA_GET()==1) && ( ack_flag ) )
    {
        ack_flag--;
        delay_us(5);
    }

    if( ack_flag <= 0 )
    {
        IIC_Stop();
        return 1;
    }
    else
    {
        SCL(0);
        SDA_OUT();
    }
    return ack;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Send_Byte
 * 函 数 说 明：写入一个字节
 * 函 数 形 参：dat要写人的数据
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Send_Byte(uint8_t dat)
{
        int i = 0;
        SDA_OUT();
        SCL(0);//拉低时钟开始数据传输

        for( i = 0; i < 8; i++ )
        {
            SDA( (dat & 0x80) >> 7 );
            delay_us(1);
            SCL(1);
            delay_us(5);
            SCL(0);
            delay_us(5);
            dat<<=1;
        }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Read_Byte
 * 函 数 说 明：IIC读时序
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：读到的数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned char Read_Byte(void)
{
    unsigned char i,receive=0;
    SDA_IN();//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
    {
        SCL(0);
        delay_us(5);
        SCL(1);
        delay_us(5);
        receive<<=1;
        if( SDA_GET() )
        {
            receive|=1;
        }
        delay_us(5);
    }
    SCL(0);
    return receive;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：PEC_Calculation
 * 函 数 说 明：PEC校验
 * 函 数 形 参：pec要校验的数据地址   len校验的长度
 * 函 数 返 回：校验后的值
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static unsigned char PEC_Calculation(unsigned char *dat , unsigned char len)
{
    unsigned char i;
    unsigned char crc=0;
    while( len-- )
    {
        crc ^= *dat++;
        for( i=0 ; i<8 ; i++ )
        {
            if( crc&0x80 )
            {
                crc = (crc<<1)^0x07;
            }
            else
            {
                crc = (crc<<1);
            }
        }
    }
    return crc;
}

/************************************************************
 * 函数名称：MLX90615_Read
 * 函数说明：读取MLX90615的温度
 * 型    参：SlaveAddr = 器件地址  RegAddr = 要操作的寄存器地址
 * 返 回 值：温度值
 * 备    注：   SlaveAddr = 0X5A默认器件地址
 *              RegAddr   = 0X07读取被测量物体温度
 *              RegAddr   = 0X06读取环境温度
*************************************************************/
#define CRC_VERIFY_ENABLE 1
float MLX90614_Read(unsigned char SlaveAddr, unsigned char RegAddr)
{
        int i = 0;
        unsigned char buff[3]={0};        //保存温度高低位与校验码
        unsigned char arr[6]={0};        //校验数据使用
        uint16_t temp = 0;                        //高低位整合数据保存
        float T=0.0;                                //换算出的实际温度

        IIC_Start();
        Send_Byte((SlaveAddr<<1)|0);//写命令
        I2C_WaitAck();                 //等待响应


        Send_Byte(RegAddr);//写入要操作的寄存器地址
        I2C_WaitAck();

    do{
        delay_ms(1);
        IIC_Start();        //重新开始IIC
        Send_Byte((SlaveAddr<<1)|1);        //读命令
    }while( I2C_WaitAck() );

        buff[0] = Read_Byte();                        //保存温度数据的低8位
        IIC_Send_Ack(0);                                //主机发送应答
        buff[1] = Read_Byte();                        //保存温度数据的高8位
        IIC_Send_Ack(0);                                //主机发送应答
        buff[2] = Read_Byte();                        //保存校验码
        IIC_Send_Ack(1);                                //主机发送应答
        IIC_Stop();        //停止时序


//使用校验
#if CRC_VERIFY_ENABLE
    arr[0] = (SlaveAddr<<1);    //器件地址+写
    arr[1] = RegAddr;           //命令
    arr[2] = (SlaveAddr<<1)+1;  //器件地址+读
    arr[3] = buff[0];           //数据低8位
    arr[4] = buff[1];           //数据高8位

    if( PEC_Calculation(arr, 5) == buff[2] )//如果校验正确
    {
        temp = (short)(buff[1]<<8) | buff[0];//整合高低位
        T = (temp * 0.02) - 273.15 ;         //带入公式换算出实际温度
    }
    else
    {
        printf("ERROR CODE 4\r\n");
    }
#endif

//不使用校验
#if !CRC_VERIFY_ENABLE
    temp = (uint16_t)(buff[1]<<8) | buff[0];
    T = (temp*0.02)-273.15 ;
#endif

        return T;
}

在 bsp_mlx90614.h文件中写入：

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 */
#ifndef _BSP_MLX90614_H_
#define _BSP_MLX90614_H_

#include "driver/gptimer.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gptimer.h"
#include "esp_timer.h"

//端口移植
#define GPIO_SCL_PIN     1
#define GPIO_SDA_PIN     2

//设置SDA输出模式
#define SDA_OUT()        gpio_set_direction(GPIO_SDA_PIN,GPIO_MODE_OUTPUT)
//设置SDA输入模式
#define SDA_IN()         gpio_set_direction(GPIO_SDA_PIN,GPIO_MODE_INPUT)
//获取SDA引脚的电平变化
#define SDA_GET()        gpio_get_level(GPIO_SDA_PIN)
//SDA与SCL输出
#define SDA(x)           gpio_set_level(GPIO_SDA_PIN, (x?1:0))
#define SCL(x)           gpio_set_level(GPIO_SCL_PIN, (x?1:0))

void delay_ms(unsigned int ms);
void delay_us(unsigned int us);
void MLX90614_GPIO_Init(void);
float MLX90614_Read(unsigned char SlaveAddr, unsigned char RegAddr);
#endif

移植验证

在main.c中输入代码如下

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 */
#include <stdio.h>
#include "bsp_mlx90614.h"

void app_main(void)
{
    MLX90614_GPIO_Init();
    printf("Start.....\r\n");
    while(1)
    {
        printf("temperature = %.2f\r\n", MLX90614_Read(0X5A, 0X07) );
        delay_ms(1000);
    }
}

上电效果：

驱动代码（已适配）：

文件下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->模块移植资料下载 里面的该章节压缩包中。