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STM32 非接触测温测温传感器 项目记录(ModbusRTU协议)

2023-02-02 11:30
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做过的一个项目,一款远距离测温传感器, ModbusRTU 协议 :
硬件平台:STM32L051
485模块:致远电子 RSM3485
传感器探头:欧姆龙 D6T   I2C通讯
文章对本次项目做个笔记,方便以后再次用到。


  • 前言

  • 一、硬件部分

    • 1.1 STM32部分

    • 1.2 传感器部分

    • 1.3 485通讯部分

    • 1.4 电源部分

  • 二、☆软件部分☆

    • 2.1 传感器 I2C 通讯部分

    • 2.2 485 通讯部分

    • 2.3 其他代码说明


一、硬件部分

单品传感器的硬件部分还是很简单的:

1、STM32L051 和 STM32F103 是 Pin to Pin 的; 

2、测温传感器使用的是I2C接口,使用了软件I2C,因为 D6T 是5V供电,所以使用了电平转换电路;

3、整个传感器项目需求是 485 通讯的,因为实际环境要求,所以采用了周立功的 485 模块;

1.1 STM32部分

老样子,最小系统都是一样的:5377217e23937e482b7d7fd6534046.png

1.2 传感器部分在这里插入图片描述

使用了电平转换电路,具体的实现原理和更多的电平转换电路请查看博文:

结合实际聊聊电平转换电路(常用电平转换电路总结)

1.3 485通讯部分在这里插入图片描述1.4 电源部分


电源部分方案可以有很多种,更多的电源方案请查看博文:

聊聊实际使用的电源转化电路,分享一些不同场合下的转3.3V电路

二、☆软件部分☆

硬件部分是简单的,本项目的核心就在于软件的实现,有2个部分是核心:

1、I2C 通讯驱动;

2、485 通讯驱动;

2.1 传感器 I2C 通讯部分

这里上一下上层调用的函数,具体的驱动细节见下文说明:

void D6T_Measure()
{
 u8 D6Tbuff[20];
 u8 D6T_Data=0;
    // u16 tPEC;

   i2c_start();
 i2c_send_byte(0X14); //地址,和读写指令
 i2c_wait_ack();
 delay_us(150);    //这里必须加

 i2c_send_byte(0X4C);
 i2c_wait_ack(); 

 delay_us(150);

 i2c_start();
 i2c_send_byte(0X15); //地址,读指令
 i2c_wait_ack();
 delay_us(120);

 // D6T44L_ReadLenByte(5);    //D6T-1A-02 只有5个数值
 u8 t;
   D6T_Data=0;
 for(t=0;t<(5-1);t++)
 {
  D6Tbuff[D6T_Data++] = i2c_read_byte(1);
  delay_us(120);
 }
  D6Tbuff[D6T_Data] = i2c_read_byte(0);
 delay_us(120);
 i2c_stop();

 //  tPTAT = 256 * D6Tbuff[1] + D6Tbuff[0];
 tP = 256 * D6Tbuff[3] + D6Tbuff[2];
}


unsigned char  calc_crc(unsigned char  data) 

   int index; 
   unsigned char temp; 
    
   for(index=0;index<8;index++){ 
      temp = data; 
      data <<=>1; 
      if(temp & 0x80) data ^= 0x07; 
   } 
   return data; 

2.2 485 通讯部分

本传感器是作为 485 从机设备,所以需要写一下 ModbusRTU 协议驱动,这里就不墨迹,直接源码奉上:

#include "Modbus_rtu.h"
#include "stdio.h"

void Modbus_check()
{
    u16 crc;
    u16 receivecrc1;
    u16 receivecrc2;
    u8 sendbuff[5];
    /*   
    收到了8个数据:01 03 00 10 00 01 D5 CA
    USART2_Data = 8;
    USART2_BUF[0] ~ USART2_BUF[7] ;
    要做校验的数为6个,所以是 USART2_Data - 2;
    校验需要计算的是 USART2_BUF[6], USART2_BUF[7]
    USART2_BUF[USART2_Data - 2] 和 USART2_BUF[USART2_Data - 1]
    */
    crc = Checksum_CRC16(USART2_BUF,USART2_Data - 2);
    // printf("crc is :0x%x\r\n",crc);
    /*No matter the high bits before or the low bits before*/
    receivecrc1 = (USART2_BUF[USART2_Data - 2]<<8) + USART2_BUF[USART2_Data - 1];
    receivecrc2 = (USART2_BUF[USART2_Data - 1]<<8) + USART2_BUF[USART2_Data - 2];
    // if((lrc == receivelrc2)||(lrc == receivelrc1)){
    //     if(USART2_BUF[0] == mymodbus_add){
    //这里说明一下,先判断地址,然后返回错误,如果先判断校验,如果出错了,那么总线上所有都同时返回就有问题了
    if(USART2_BUF[0] == mymodbus_add){        
        if((crc == receivecrc2)||(crc == receivecrc1)){
            switch (USART2_BUF[1]){
            case 3:
                Modbus_03_ack();
                break;
            case 6:
                Modbus_06_ack();
                break;           
            default:
                // printf("An unsupported command!\r\n");//for test
                sendbuff[0] = mymodbus_add;
                sendbuff[1] = 0x80 | USART2_BUF[1];
                sendbuff[2] = 2;
                crc = Checksum_CRC16(sendbuff,3);
                sendbuff[3] = (u8)(crc >> 8);
                sendbuff[4] = (u8)crc;
                Uart2_sendBuffer(sendbuff,5);
                break;
            }
        }
        else{ //校验错误,返回异常
            sendbuff[0] = mymodbus_add;
            sendbuff[1] = 0x80 | USART2_BUF[1];
            sendbuff[2] = 0;
            crc = Checksum_CRC16(sendbuff,3);
            sendbuff[3] = (u8)(crc >> 8);
            sendbuff[4] = (u8)crc;
            Uart2_sendBuffer(sendbuff,5);
        }
    }   
}

void Modbus_03_ack(){
  u16   Register_add;  // 2,3
  u16   Register_len;  // 4,5
  u16   crc;
  u8    i;
  u8    j;

  Register_add = (USART2_BUF[2]<<8) + USART2_BUF[3]; //get add;
  Register_len = (USART2_BUF[4]<<8) + USART2_BUF[5]; //get len;

  u8 sendbuff[Register_len*2 + 5];
  /*
  如果读取的地址写错了,或者读取长度超过规定的长度
  返回错误
  */
  if(( 0x0010 <= register_add="">0x0014 )&&(Register_len < 6)){  
    i = 0;
    sendbuff[i++] = mymodbus_add;
    sendbuff[i++] = 0x03;
    sendbuff[i++] = Register_len<<1;
    switch(Register_add){
    case 0x0010:
        for(j=0;j            sendbuff[i++]= (u8)(Register_value[0+j]>>8);    //发送读取数据字节数的高位 
            sendbuff[i++]= (u8)Register_value[0+j];   //发送读取数据字节数的低位 
        }
        break;
    case 0x0011:
        for(j=0;j            sendbuff[i++]= (u8)(Register_value[1+j]>>8);     
            sendbuff[i++]= (u8)Register_value[1+j];    
        }
        break;           
    case 0x0012:
        for(j=0;j            sendbuff[i++]= (u8)(Register_value[2+j]>>8);     
            sendbuff[i++]= (u8)Register_value[2+j];        
        }
        break;
    case 0x0013:
        for(j=0;j            sendbuff[i++]= (u8)(Register_value[3+j]>>8);    
            sendbuff[i++]= (u8)Register_value[3+j];    
        }
        break; 
    case 0x0014:
        for(j=0;j            sendbuff[i++]= (u8)(Register_value[4+j]>>8);     
            sendbuff[i++]= (u8)Register_value[4+j];        
        }
        break;
    default:break;  
    }
    crc = Checksum_CRC16(sendbuff,i);
    sendbuff[i++] = (u8)(crc >> 8);
    sendbuff[i++] = (u8)crc;
    Uart2_sendBuffer(sendbuff,i);
  }
  else{//地址不在规定返回或者长度太长,返回错误
    sendbuff[0] = mymodbus_add;
    sendbuff[1] = 0x80 | USART2_BUF[1];
    sendbuff[2] = 1;
    crc = Checksum_CRC16(sendbuff,3);
    sendbuff[3] = (u8)(crc >> 8);
    sendbuff[4] = (u8)crc;
    Uart2_sendBuffer(sendbuff,5);
  }
}

void Modbus_06_ack(){
  u16   Register_add;  // 
  u16   val;  // 
  u16   crc;
  u8    i;
  u8    sendbuff[8] = {0};
  if(USART2_Data < 9){     
    Register_add = (USART2_BUF[2]<<8) + USART2_BUF[3]; //get add;
    val = (USART2_BUF[4]<<8) + USART2_BUF[5]; //

    if((val > 0)&&(val < 248)){
        if(Register_add == 0x0013){
            mymodbus_add = val;
            Register_value[3] = mymodbus_add;
            MY_DATAEEPROM_Program(FLASH_TYPEPROGRAMDATA_BYTE,Modbus_ID_ADDR,mymodbus_add);
            i = 0;
            sendbuff[i++] = mymodbus_add;
            sendbuff[i++] = 0x06;
            sendbuff[i++] = (u8)(Register_add>>8);     
            sendbuff[i++] = (u8)Register_add; 
            sendbuff[i++] = (u8)(val>>8);     
            sendbuff[i++] = (u8)val;
            crc = Checksum_CRC16(sendbuff,i);
            sendbuff[i++] = (u8)(crc >> 8);
            sendbuff[i++] = (u8)crc;
            Uart2_sendBuffer(sendbuff,i);  
        }
        else{//写地址不在规定范围
            sendbuff[0] = mymodbus_add;
            sendbuff[1] = 0x80 | USART2_BUF[1];
            sendbuff[2] = 3;
            crc = Checksum_CRC16(sendbuff,3);
            sendbuff[3] = (u8)(crc >> 8);
            sendbuff[4] = (u8)crc;
            Uart2_sendBuffer(sendbuff,5);
        }
    }else{//写地址不在规定范围
        sendbuff[0] = mymodbus_add;
        sendbuff[1] = 0x80 | USART2_BUF[1];
        sendbuff[2] = 4;
        crc = Checksum_CRC16(sendbuff,3);
        sendbuff[3] = (u8)(crc >> 8);
        sendbuff[4] = (u8)crc;
        Uart2_sendBuffer(sendbuff,5);
    }
  }
  else{//写地址不在规定范围
    sendbuff[0] = mymodbus_add;
    sendbuff[1] = 0x80 | USART2_BUF[1];
    sendbuff[2] = 1;
    crc = Checksum_CRC16(sendbuff,3);
    sendbuff[3] = (u8)(crc >> 8);
    sendbuff[4] = (u8)crc;
    Uart2_sendBuffer(sendbuff,5);
  }    
}

2.3 其他代码说明

此项目的核心就是上面2个的驱动,其他部分,STM32和一些基本的按键驱动,LED等操作都和以往项目基本一样。

本片记录就到这里。

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