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STM32、GD32等驱动AMG8833热成像传感器源码分享

作者：羊村懒王 | 2024-04-30 17:02:58

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STM32、GD32等驱动AMG8833热成像传感器源码分享

一、AMG8833介绍

1简介

AMG8833是一种红外热像传感器，也被称为热感传感器。它可以用来检测和测量物体的热辐射，并将其转换为数字图像。AMG8833传感器可以感知的热源范围为-20°C到100°C，并能提供8x8的像素分辨率。它通过I2C接口与微控制器或单片机进行通信，并可提供实时温度图像数据。AMG8833传感器被广泛用于热成像、人体检测、温度测量等应用领域。

2、引脚图

在这里插入图片描述

二、原理图

在这里插入图片描述

三、源码

1、iic.h

#ifndef _MYIIC_H
#define _MYIIC_H
#include "sys.h"

//IO方向设置
#define SDA_IN()  {GPIOG->MODER&=~(3<<(12*2));GPIOG->MODER|=0<<12*2;}	//PH5输入模式
#define SDA_OUT() {GPIOG->MODER&=~(3<<(12*2));GPIOG->MODER|=1<<12*2;}  //PH5输出模式
//IO操作
#define IIC_SCL(n)  (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_RESET)) //SCL
#define IIC_SDA(n)  (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,GPIO_PIN_12,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,GPIO_PIN_12,GPIO_PIN_RESET)) //SDA
#define READ_SDA    HAL_GPIO_ReadPin(GPIOG,GPIO_PIN_12)  //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



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2、iic.c

#include "iic.h"
#include "delay.h"


//IIC初始化
void IIC_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
    
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();   //使能GPIOH时钟
    
    //PH4,5初始化设置
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽输出
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;    //快速
    HAL_GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_Initure);
    
    IIC_SDA(1);
    IIC_SCL(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;
}

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3、amg8833.h

#ifndef __AMG8833_H
#define __AMG8833_H
#include "sys.h"
#include "myiic.h"


#define STATUS_OK       0x00
#define STATUS_FAIL     0x01

#define AMG88xx_PIXEL_TEMP_CONVERSION 0.25f
#define AMG88xx_THERMISTOR_CONVERSION 0.0625f
 
enum
{
	AMG88xx_PCTL = 0x00,
	AMG88xx_RST = 0x01,
	AMG88xx_FPSC = 0x02,
	AMG88xx_INTC = 0x03,
	AMG88xx_STAT = 0x04,
	AMG88xx_SCLR = 0x05,
	//0x06 reserved
	AMG88xx_AVE = 0x07,
	AMG88xx_INTHL = 0x08,
	AMG88xx_INTHH = 0x09,
	AMG88xx_INTLL = 0x0A,
	AMG88xx_INTLH = 0x0B,
	AMG88xx_IHYSL = 0x0C,
	AMG88xx_IHYSH = 0x0D,
	AMG88xx_TTHL = 0x0E,
	AMG88xx_TTHH = 0x0F,
	AMG88xx_INT_OFFSET = 0x010,
	AMG88xx_PIXEL_OFFSET = 0x80
};
 
enum power_modes{
	AMG88xx_NORMAL_MODE = 0x00,
	AMG88xx_SLEEP_MODE = 0x01,
	AMG88xx_STAND_BY_60 = 0x20,
	AMG88xx_STAND_BY_10 = 0x21
};
 
enum sw_resets {
	AMG88xx_FLAG_RESET = 0x30,
	AMG88xx_INITIAL_RESET = 0x3F
};
 
enum frame_rates {
	AMG88xx_FPS_10 = 0x00,
	AMG88xx_FPS_1 = 0x01
};
 
enum int_enables{
	AMG88xx_INT_DISABLED = 0x00,
	AMG88xx_INT_ENABLED = 0x01
};
 
enum int_modes {
	AMG88xx_DIFFERENCE = 0x00,
	AMG88xx_ABSOLUTE_VALUE = 0x01
};


void amg8833_init(uint8_t slaveAddress);
float amg8833_read_thermistor(uint8_t slaveAddress);
void amg8833_read_pixels(uint8_t slaveAddress,float *buf, uint8_t size);

#endif



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4、amg8833.c

#include "amg8833.h"
#include "delay.h"


//IIC写一个字节数据
uint8_t amg8833_write_1byte(uint8_t slaveAddress, uint8_t reg,uint8_t data)
{
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(slaveAddress<<1);
	if(IIC_Wait_Ack())
	{
		IIC_Stop();//释放总线
		return 1;//没应答则退出
 
	}
	IIC_Send_Byte(reg);
	IIC_Wait_Ack();	
	delay_us(5);
	IIC_Send_Byte(data);
	IIC_Wait_Ack();	
	IIC_Stop();
 
	return 0;
}
 
//IIC读一个字节数据
uint8_t amg8833_read_1byte(uint8_t slaveAddress, uint8_t reg,uint8_t *data) 
{
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(slaveAddress<<1);//发写命令
	if(IIC_Wait_Ack())
	{
		 IIC_Stop();//释放总线
		 return 1;//没应答则退出
	}		
	IIC_Send_Byte(reg);
	IIC_Wait_Ack();
	delay_us(5);
	IIC_Start(); 
	IIC_Send_Byte((slaveAddress<<1)|0x01);//发读命令
	IIC_Wait_Ack();
	*data = IIC_Read_Byte(0);
	IIC_Stop();
 
	return 0;
}
 
//I2C读多个字节数据
uint8_t amg8833_read_nbyte(uint8_t slaveAddress, uint8_t reg, uint8_t *buf, uint16_t len)
{
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(slaveAddress<<1);//发写命令
	if(IIC_Wait_Ack()) 
	{
		IIC_Stop();//释放总线
		return 1;//没应答则退出
	}
	IIC_Send_Byte(reg);
	IIC_Wait_Ack();
	delay_us(5);
	IIC_Start(); 
	IIC_Send_Byte((slaveAddress<<1)|0x01);//发读命令
	IIC_Wait_Ack();
	while(len)
	{
		
		if(1 == len)
		{
			*buf = IIC_Read_Byte(0);
		}
		else
		{
			*buf = IIC_Read_Byte(1);
		}
		buf++;
		len--;
	}
	IIC_Stop();
 
	return STATUS_OK;
}
 
//I2C写多个字节数据
uint8_t amg8833_write_nbyte(uint8_t slaveAddress, uint8_t reg, uint8_t *buf, uint16_t len)
{
	IIC_Start();
	IIC_Send_Byte(slaveAddress<<1);//发写命令
	if(IIC_Wait_Ack()) 
	{
		IIC_Stop();//释放总线
		return 1;//没应答则退出
	}
	IIC_Send_Byte(reg);
	IIC_Wait_Ack();
	while(len--)
	{
		IIC_Send_Byte(*buf++);
		IIC_Wait_Ack();
	}
	IIC_Stop();
 
	return STATUS_OK;
}

 
void amg8833_init(uint8_t slaveAddress)
{
	uint8_t read = 0xaa;
	//enter normal mode
	amg8833_write_1byte(slaveAddress,AMG88xx_PCTL,AMG88xx_NORMAL_MODE);
	
	//software reset
	amg8833_write_1byte(slaveAddress,AMG88xx_RST,AMG88xx_INITIAL_RESET);
	
	//set to 10 FPS
	amg8833_write_1byte(slaveAddress,AMG88xx_FPSC,AMG88xx_FPS_10);
	
	amg8833_read_1byte(slaveAddress, AMG88xx_FPSC,&read);
	
	printf("write = 0x%02x  read = 0x%02x\r\n", AMG88xx_FPS_10,read);
}
 
float signed_mag12_to_float(uint16_t val)
{
	//take first 11 bits as absolute val
	uint16_t absVal = (val & 0x7FF);
	
	return (val & 0x800) ? 0 - (float)absVal : (float)absVal ;
}
 
float amg8833_read_thermistor(uint8_t slaveAddress)
{
	uint8_t raw[2];
	uint16_t recast;
	
	amg8833_read_nbyte(slaveAddress,AMG88xx_TTHL, raw, 2);
	recast = ((uint16_t)raw[1] << 8) | ((uint16_t)raw[0]);
	return signed_mag12_to_float(recast) * AMG88xx_THERMISTOR_CONVERSION;
}
 
void amg8833_read_pixels(uint8_t slaveAddress,float *buf, uint8_t size)
{
	uint16_t recast;
	float converted;
	uint8_t rawArray[128],i;
	
	amg8833_read_nbyte(slaveAddress,AMG88xx_PIXEL_OFFSET,rawArray,128);
	
	for(i=0; i<size; i++)
	{
		uint8_t pos = i << 1;
		recast = ((uint16_t)rawArray[pos + 1] << 8) | ((uint16_t)rawArray[pos]);        
		
		converted = signed_mag12_to_float(recast) * AMG88xx_PIXEL_TEMP_CONVERSION;
		buf[i] = converted;
	}
}

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四、使用方法

#include "sys.h" 
#include "usart.h" 
#include "delay.h" 
#include "led.h"
#include "mpu.h"
#include "amg8833.h"

int main(void)
{
	uint8_t slaveAddress = 0x69;

	float pixTempture[8][8];
	uint8_t i,j;
	
	Cache_Enable();					//打开L1-Cache
	HAL_Init();				        //初始化HAL库
	Stm32_Clock_Init(160,5,2,4);	//设置时钟,400Mhz
	delay_init(400);				//延时初始化
	uart_init(115200);				//串口初始化
	led_init();						//初始化LED时钟
	MPU_Memory_Protection();		//保护相关存储区域
	
	IIC_Init();
	
	amg8833_init(slaveAddress);
	
  
	while(1)
	{
		amg8833_read_pixels(slaveAddress,&pixTempture[0][0], 64);
		
		for(i=0;i<8;i++)
		{
			for(j=0;j<8;j++)
			{
				printf("%.2f    ",pixTempture[i][j]);
			}
			printf("\r\n");
		}
		printf("\r\n");
		printf("\r\n");
		toggle_g_led();
		delay_ms(1000);		
	} 
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