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icore4t_9 [2020/02/20 14:59] zgf 创建 |
icore4t_9 [2022/03/22 10:39] (当前版本) sean |
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+ | ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | ||
+ | | V1.0 | 2019-02-1 | gingko | 初次建立 | | ||
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===== STM32CubeMX教程九——I2C实验 ===== | ===== STM32CubeMX教程九——I2C实验 ===== | ||
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{{ :icore4t:icore4t_cube_9_13.png?direct |}} | {{ :icore4t:icore4t_cube_9_13.png?direct |}} | ||
创建成功,打开工程。 | 创建成功,打开工程。 | ||
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+ | ===== 实验九:I2C通信实验——温度监控 ===== | ||
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+ | ==== 一、 实验目的与意义 ==== | ||
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+ | - 了解STM32 I2C结构。 | ||
+ | - 了解STM32 I2C特征。 | ||
+ | - 掌握I2C的使用方法。 | ||
+ | - 掌握STM32 HAL库中I2C属性的配置方法。 | ||
+ | - 掌握KEILMDK 集成开发环境使用方法。 | ||
+ | ==== 二、 实验设备及平台 ==== | ||
+ | - iCore4T 双核心板。 | ||
+ | - JLINK(或相同功能)仿真器。 | ||
+ | - Micro USB线缆。 | ||
+ | - Keil MDK 开发平台。 | ||
+ | - STM32CubeMX开发平台。 | ||
+ | - 装有WIN XP(及更高版本)系统的计算机。 | ||
+ | ==== 三、 实验原理 ==== | ||
+ | === 1.LM75A介绍 === | ||
+ | * LM75A是一款内置带隙温度传感器和∑-Δ模数转换功能的温度数字转换器,它也是一个温度检测器,可提供过热输出功能。TI公司和NXP公司均有LM75A的同名产品,NXP的LM75A具有更高的温度精度,因此iCore4T核心板上的LM75A为NXP系列,下文将对NXP公司的LM75A产品进行介绍。 | ||
+ | * LM75A包含多个数据寄存器:配置寄存器(Conf)用来存储器件的某些设置,如器件的工作模式、OS工作模式、OS极性和OS错误队列等;温度寄存器(Temp)用来存储读取的数字温度;设定点寄存器(Tos & Thyst)用来存储可编程的过热关断和滞后限制,器件通过两线的串行I2C总线接口与控制器通信。LM75A还包含一个开漏输出(OS)管脚,当温度超过编程限制的值时该输出有效。LM75A有3个可选的逻辑地址管脚,使得同一总线上可同时连接8个器件而不发生地址冲突。 | ||
+ | * LM75A可配置成不同的工作模式。它可设置成在正常工作模式下周期性地对环境温度进行监控,或进入关断模式来将器件功耗降至最低。OS输出有2种可选的工作模式:OS比较器模式和OS中断模式。OS输出可选择高电平或低电平有效。错误队列和设定点限制可编程,可以激活OS输出。 | ||
+ | * 温度寄存器通常存放着一个11位的二进制数的补码,用来实现0.125℃的精度,在需要精确地测量温度偏移或超出限制范围的应用中非常有用。当LM75A在转换过程中不产生中断(I2C总线部分与∑-Δ转换部分完全独立)或LM75A不断被访问时,器件将一直更新温度寄存器中的数据。 | ||
+ | * 正常工作模式下,当器件上电时,OS工作在比较器模式,温度阈值为80℃,滞后阈值为75℃,这时,LM75A就可用作独立的温度控制器,预定义温度设定点。器件可以完全取代工业标准的LM75,并提供了良好的温度精度(0.125℃),单个器件的电源范围在2.8V~5.5V。 | ||
+ | * **特性:** | ||
+ | * I2C总线接口,一条总线上可连接多达8个LM75A | ||
+ | * 电源电压范围:2.8V~5.5V | ||
+ | * 环境温度范围: -55℃~+125℃ | ||
+ | * 提供0.125℃精度的11位ADC | ||
+ | * 温度精度:-25℃~+100℃时为±2℃,-55℃~+125℃时为±3℃ | ||
+ | * 可编程温度阈值和滞后设定点 | ||
+ | * 低功耗设计,关断模式下消耗的电流仅为3.5μA | ||
+ | * 上电时器件可用作一个独立的温度控制器 | ||
+ | * **管脚定义:** | ||
+ | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_9_1.png?direct&350 |}} | ||
+ | * 原理图: | ||
+ | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_9_2.png?direct&550 |}} | ||
+ | === 2.LM75A时序图 === | ||
+ | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_9_3.png?direct |}} | ||
+ | |||
+ | === 3.LM75A框图 === | ||
+ | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_9_4.png?direct&850 |}} | ||
+ | |||
+ | === 4.LM75A寄存器介绍 === | ||
+ | * **温度寄存器(地址0x00):** | ||
+ | * 温度寄存器是一个只读寄存器,包含 2 个 8 位的数据字节,由一个高数据字节( MS)和一个低数据字节( LS)组成。在这两个字节中只用到 11 位,来存放分辨率为 0.125℃的Temp数据(以二进制补码数据的形式),如表 3.1所示。对于 8 位的I2C总线来说,只要从LM75A的“ 00 地址”连续读两个字节即可(温度的高 8 位在前)。 | ||
+ | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_9_5.png?direct&750 |}} | ||
+ | * 根据11位的Temp数据来计算Temp值的方法: | ||
+ | * 若 D10=0,温度值(℃)=+(Temp数据)×0.125℃; | ||
+ | * 若 D10=1,温度值(℃)=-(Temp数据的二进制补码)×0.125℃。 | ||
+ | === 5.温度与寄存器数值对照表 === | ||
+ | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_9_6.png?direct&750 |}} | ||
+ | |||
+ | ==== 四、 实验程序 ==== | ||
+ | === 1. 主函数 === | ||
+ | <code c> | ||
+ | int main(void) | ||
+ | { | ||
+ | HAL_Init(); | ||
+ | SystemClock_Config(); | ||
+ | |||
+ | i2c.initialize(); | ||
+ | axp152.initialize(); | ||
+ | axp152.set_dcdc1(3500);//[ARM & FPGA BK1/2/6 &OTHER] | ||
+ | axp152.set_dcdc2(1200);//[FPGA INT & PLL D] | ||
+ | axp152.set_aldo1(2500);//[FPGA PLL A] | ||
+ | axp152.set_dcdc4(3300);//[POWER_OUTPUT] | ||
+ | | ||
+ | axp152.set_dcdc3(3300);//[FPGA BK4][Adjustable] | ||
+ | axp152.set_aldo2(3300);//[FPGA BK3][Adjustable] | ||
+ | axp152.set_dldo1(3300);//[FPGA BK7][Adjustable] | ||
+ | axp152.set_dldo2(3300);//[FPGA BK5][Adjustable] | ||
+ | |||
+ | MX_GPIO_Init(); | ||
+ | MX_USART2_UART_Init(); | ||
+ | usart2.initialize(115200); | ||
+ | |||
+ | while (1) | ||
+ | { | ||
+ | if(systick._500ms_flag == 1){ | ||
+ | systick._500ms_flag = 0; | ||
+ | LED_ON; | ||
+ | lm75.read(); //读取温度 | ||
+ | usart2.printf("\x0c"); | ||
+ | usart2.printf("\033[1;32;40m"); | ||
+ | usart2.printf("Hello,I am iCore4T!\r\n\r\n"); | ||
+ | usart2.printf("[TEMP ] %4.2f\r\n",lm75.temperature_value); | ||
+ | //输出温度数值 | ||
+ | LED_OFF; | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | </code> | ||
+ | === 2. LM75A读取温度函数 === | ||
+ | <code c> | ||
+ | static float read(void) | ||
+ | { | ||
+ | union{ | ||
+ | unsigned char buf[2]; | ||
+ | short int value; | ||
+ | }temp; | ||
+ | float f; | ||
+ | unsigned char c; | ||
+ | |||
+ | i2c_b.read_nbyte(LM75,0,temp.buf,2); | ||
+ | |||
+ | c = temp.buf[0]; | ||
+ | temp.buf[0] = temp.buf[1]; | ||
+ | temp.buf[1] = c; | ||
+ | |||
+ | f = temp.value; | ||
+ | f /= (float)32.0; //寄存器数值右移5位 | ||
+ | f *= (float)0.125; //温度值(℃)=(Temp数据)×0.125℃(精度) | ||
+ | |||
+ | lm75.temperature_value = f; | ||
+ | return f; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | </code> | ||
+ | ==== 五、 实验步骤 ==== | ||
+ | - 把仿真器与iCore4T的SWD调试口相连(直接相连或者通过转接器相连); | ||
+ | - 把iCore4T通过Micro USB线与计算机相连,为iCore4T供电; | ||
+ | - 打开Keil MDK 开发环境,并打开本实验工程; | ||
+ | - 烧写程序到iCore4T上; | ||
+ | - 也可以进入Debug 模式,单步运行或设置断点验证程序逻辑。 | ||
+ | ==== 六、 实验现象 ==== | ||
+ | * 通过终端显示出LM75A所测温度。 | ||
+ | {{ :icore4t:icore4t_arm_hal_9_7.png?direct |}} | ||
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