首页 » 单片机 » 正文
单片机

如何使用STM32F10x驱动MLX90640模块（移植官方驱动）

0、什么时候需要MLX90640的驱动

如果想制作一个热成像仪，或者红外图像相关的什么东西，首先就需要找到一个好用的热成像模块。

假设你希望这个模块价格不要太贵（500元以下），精度也不用太高也不要太低（单帧数据为一个几十×几十的矩阵），那么MLX90640基于这款芯片制作的热成像模块就是你的不二选择。

在说明驱动方式之前，咱先看看这款芯片的特性和基于它制作的一种模块GYMCU90640

1、MLX90640

MLX90640是Melexis公司发布的一款热成像芯片,共有长镜头和短镜头两种封装。长镜头视角小、成像距离远；短镜头则视角大，成像距离近。

在这里插入图片描述
上图是从MLX90640的数据手册（DataSheet）里面截取的，这里给出Melexis公司的官网：https://www.melexis.com/zh，相关的技术文档可以从这里获取到。

从数据手册里可以看到芯片的特性参数——支持使用I2C通信协议读取数据，需要3.3V的电源电压。

在这里插入图片描述

MXL90640的引脚如下图所示，共VDD,GND,SCL,SDA四个引脚，两个用于接电源的引脚（VDD,GND）、两个支持IIC通信的引脚(SCL,SDA)。

在这里插入图片描述

2、GYMCU90640

GYMCU90640是基于MLX90640设计的热成像模块，这个模块在芯片原有的I2C协议之外还附加了一个USRT通信接口。

在这里插入图片描述

借助CH340等串口转USB的模块，GYMCU90640模块可以接到电脑上配合上位机显示镜头前的热辐射图。

在这里插入图片描述

3、驱动MLX90640

和MPU6050一样，MLX90640可以被挂载到I2C总线上。像下图那样，如果它被当作DEVICE n挂到I某个I2C总线上，我们使用的STM32等MCU就可以通过蓝色的SCL线和红色的SDA线这两条线对MLX90640进行读写操作啦。

这部分是I2C通信的知识，有疑问的话可以自行补一补哈。这里给一个链接：I2C总线_百科

在这里插入图片描述

与MPU6050不一样的是，这个热成像芯片的配置和数据解算比较复杂，自行写驱动就比较麻烦啦。所以呢，Melexis公司官方也就给出了驱动，需要的时候移植官方的驱动就可以了。

Melexis公司把驱动放在GIthub上仓库里，链接是： Mlx90640官方驱动
Github可能比较慢，可以使用GitCode的镜像仓库：Mlx90640官方驱动镜像仓库链接

4、官方驱动

上面链接给的官方驱动仓库里面包含了驱动的源文件、头文件和驱动的说明书。

在这里插入图片描述
驱动包含了I2C驱动和MLX90640读写API两部分，functions文件夹中包含三个.c文件——MLX90640_API.cpp、MLX90640_I2C_Driver.cpp和MLX90640_SWI2C_Driver.cpp。

MLX90640_I2C_Driver.cpp是硬件I2C；MLX90640_SWI2C_Driver.cpp是软件I2C。

在这里插入图片描述

为了方便大伙理解API和I2C的关系，特意画了下面这张图哈。API是建立在I2C驱动基础上的，只要I2C的驱动写好（不管是软件还是硬件），那么编写代码调用API就可以对MLX90640进行读写操作啦。

在这里插入图片描述
到这里，我们就知道，根据我们的硬件改好驱动就行，那接下来咱就看看怎么改驱动。

5、怎样改驱动

怎么修改呢？有个说明书（MLX90640.pdf）嘛，咱先翻翻看看。

在这里插入图片描述
主要看第二章I2C Driver和第三章MLX90640 API。下面这张图是说明书第二章的概述，写的很清楚吧，主要改驱动的硬件参数。

在这里插入图片描述
API是写好了的，不要去改动。
在这里插入图片描述

6、改驱动

6.1 删函数
虽然前面说不要改API文件，但我们要删一个函数：

int MLX90640_TriggerMeasurement(uint8_t slaveAddr);

这个我们用不上，不用担心，如果有问题加回来就行，所以建议注释，不要直接删除了。

在这里插入图片描述

6.2 改软件驱动.c文件
考虑到代码的通用性，并且为了规避STM32里硬件I2C的BUG，建议使用软件I2C，这里我们也只说软件I2C的修改。

先看MLX90640_SWI2C_Driver.cpp，下面这张图指出了需要删除的部分。这个源文件包含了“mbed.h”这个头文件，咱们没有，当然要把它删了吧，第二个红框框里面的也一样，全部删掉哈。

在这里插入图片描述

然后注意哟，里面有一个void Wait(int)函数,这是控制I2C时序的延时函数，打开看看：

void Wait(int freqCnt)
{
    int cnt;
    for(int i = 0;i<freqCnt;i++)
    {
        cnt = cnt++; 
    }    
}

只是个软件延时函数，由freqCnt来控制延时时间。实际上，I2C驱动里每次调用Wait()函数，输入的参数都是同一个freqCnt，所以咱们只需要改那个

static int freqCnt;

让他随便等于一个数（2、3或者4）就行啦，

static int freqCnt=2;

如果这个不管的话，软件I2C通信是用不了的。

6.3 改软件驱动头文件
为了定义SCL和SDA线的引脚，咱们在MLX90640_I2C_Driver.h这个头文件里加上：

#define SCL_PIN      		GPIO_Pin_6   
#define SCL_GPIO_PORT   	GPIOB  
 
#define SDA_PIN      		GPIO_Pin_7   
#define SDA_GPIO_PORT   	GPIOB  

#define SCL_HIGH         	GPIO_SetBits(SCL_GPIO_PORT , SCL_PIN) 
#define SCL_LOW     		GPIO_ResetBits(SCL_GPIO_PORT , SCL_PIN)
   
#define SDA_HIGH         	GPIO_SetBits(SDA_GPIO_PORT , SDA_PIN )
#define SDA_LOW         	GPIO_ResetBits(SDA_GPIO_PORT , SDA_PIN)

#define SCL_read       		GPIO_ReadInputDataBit(SCL_GPIO_PORT , SCL_PIN)
#define SDA_read       		GPIO_ReadInputDataBit(SDA_GPIO_PORT , SDA_PIN)

把PB6设置为SCL，PB7设置为SDA。

然后加上一些常量宏定义和枚举，把整个头文件改成

#ifndef _MLX90640_I2C_Driver_H_
#define _MLX90640_I2C_Driver_H_

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include <stdint.h>

enum REFRESHRATE{
  FPS2HZ = 0x02,
  FPS4HZ = 0x03,
  FPS8HZ = 0x04,
  FPS16HZ = 0x05,
  FPS32HZ = 0x06
};
#define	 RefreshRate FPS32HZ 
#define  WAIT_TIC 2 //软件I2C频率控制

#define  MLX90640_ADDR 0x33
#define  TA_SHIFT 8 //Default shift for MLX90640 in open air

#define SCL_PIN      		GPIO_Pin_6   
#define SCL_GPIO_PORT   	GPIOB  
#define SDA_PIN      		GPIO_Pin_7   
#define SDA_GPIO_PORT   	GPIOB  
#define SCL_HIGH         	GPIO_SetBits(SCL_GPIO_PORT , SCL_PIN) 
#define SCL_LOW     		GPIO_ResetBits(SCL_GPIO_PORT , SCL_PIN)
#define SDA_HIGH         	GPIO_SetBits(SDA_GPIO_PORT , SDA_PIN )
#define SDA_LOW         	GPIO_ResetBits(SDA_GPIO_PORT , SDA_PIN)
#define SCL_read       		GPIO_ReadInputDataBit(SCL_GPIO_PORT , SCL_PIN)
#define SDA_read       		GPIO_ReadInputDataBit(SDA_GPIO_PORT , SDA_PIN)

void MLX90640_I2CInit(void);
int MLX90640_I2CRead(uint8_t slaveAddr,uint16_t startAddress, uint16_t nMemAddressRead, uint16_t *data);
int MLX90640_I2CWrite(uint8_t slaveAddr,uint16_t writeAddress, uint16_t data);
int MLX90640_I2CGeneralReset(void);
#endif

7、使用驱动

首先包含两个头文件

#include "MLX90640_I2C_Driver.h"
#include "MLX90640_API.h"

初始化I2C

MLX90640_I2CInit();

初始化设备

paramsMLX90640 mlx90640;
MlxConfig_Init(&mlx90640);

初始化函数定义为

uint16_t eeMLX90640[832];  
float mlx90640To[768];
uint16_t frame[834];
int status;

void MlxConfig_Init(paramsMLX90640* params)
{
	MLX90640_SetRefreshRate(MLX90640_ADDR, RefreshRate);
	printf("MLX90640_SetRefreshRate done\n");
	MLX90640_SetChessMode(MLX90640_ADDR);
	printf("MLX90640_SetChessMode done\n");

	MlxConfig_Check(params);
}

paramsMLX90640是一个存放配置信息的结构体，定义在头文件MLX90640_API.h中

typedef struct
    {
        int16_t kVdd;
        int16_t vdd25;
        float KvPTAT;
        float KtPTAT;
        uint16_t vPTAT25;
        float alphaPTAT;
        int16_t gainEE;
        float tgc;
        float cpKv;
        float cpKta;
        uint8_t resolutionEE;
        uint8_t calibrationModeEE;
        float KsTa;
        float ksTo[5];
        int16_t ct[5];
        uint16_t alpha[768];    
        uint8_t alphaScale;
        int16_t offset[768];    
        int8_t kta[768];
        uint8_t ktaScale;    
        int8_t kv[768];
        uint8_t kvScale;
        float cpAlpha[2];
        int16_t cpOffset[2];
        float ilChessC[3]; 
        uint16_t brokenPixels[5];
        uint16_t outlierPixels[5];  
  } paramsMLX90640;

获取、解算并发送数据

testShowThermal(&mlx90640);

这个函数定义为

void testMlx90640Value(paramsMLX90640* params)
{
	printf("\n---------------start--------------------\n");

	int status = MLX90640_GetFrameData(MLX90640_ADDR, frame);
	if (status < 0)
	{
		printf("GetFrame Error: %d\r\n",status);
	}
	float vdd = MLX90640_GetVdd(frame, params);
	float Ta = MLX90640_GetTa(frame, params);
	float tr = Ta - TA_SHIFT; //Reflected temperature based on the sensor ambient temperature
	printf("vdd:  %f Tr: %f\r\n",vdd,tr);
	MLX90640_CalculateTo(frame, params, emissivity , tr, mlx90640To);
	for(int i = 0; i < 768; i++){
		if(i%32 == 0 && i != 0){
			printf("\r\n");
		}
		printf("%2.2f ",mlx90640To[i]);
	}
}

计算MLX90640_CalculateTo()需要的一个参数tr时，

float tr = Ta - TA_SHIFT; //Reflected temperature based on the sensor ambient temperature

用到的TA_SHIFT定义在头文件MLX90640_I2C_Driver.h中，是我们刚才添加进去的：

#define  TA_SHIFT 8 //Default shift for MLX90640 in open air

好啦，这样就可以用啦，更多的就自己看看驱动说明书吧，API很丰富的。

版权声明：本文为CSDN博主「断水客」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_33904382/article/details/122799677

标签： · · · · ·
生成海报
点击下载海报
加载中
点赞 0

断水客

我还没有学会写个人说明！

暂无评论

发表评论

相关推荐

KEIL5安装STM32的芯片支持包
单片机 2024-12-09

KEIL5安装STM32的芯片支持包

第一步： 找到芯片支持包的网址 https://www.keil.com/dd2/Pack/ 第二步：找到STM32系列的芯片支持包 第三步：下载完后得到 将该文件加入到KEIL5的安装目录中 接

ESP32S2+ES8388移植过程及问题
单片机 2024-11-26

ESP32S2+ES8388移植过程及问题

电路图如下， 有点小瑕疵ES8388_VMID PIN10/19/20电容没有忘加，查资料应该不影响语言输出，可能噪音大，如果能导致不输出请告诉我一下。 ESP32S2管脚映射 这里主

【STM32Cube笔记】2-STM32Cube安装教程
单片机 2024-11-16

【STM32Cube笔记】2-STM32Cube安装教程

【STM32Cube笔记】系列文章目录 1-基于STM32的VSCode入门级教程前言 2-STM32Cube安装教程 3-STM32CubeIDE汉化 4-STM32Cube配置时钟设置 5-跑马灯引脚配置 6-Cortex-M7内核基本配

分享到：