TI【LP_MSPM0L1306开发板】测评——热敏电阻控制LED以及RGB灯

EPTmachine · 发表于2023-10-15 15:33

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热敏电阻采集温度信息并控制LED以及RGB

硬件组成

通过查看LaunchPad MSPM0L1306的原理图可知，热敏电路的原理图如图所示。

热敏电阻RT1和电阻R2构成一个分压电路，采样点2可以通过跳线帽连接到PA15引脚上，通过查看数据手册可知，PA15为ADC的通道9，使用ADC对该点电压进行采样，对采样结果进行换算，即可得到测量点的温度值。

LaunchPad上使用的热敏电阻为TI的TMP6131DECT，在TI的官网上提供了TMP6x系列的设计工具，工具以Excel表格的形式提供了该系列的热敏电阻的使用方法。包括查表法、多项式法等多种转换公式，并提供了相应的示例C代码。

在该设计工具的Main主页上选择对应的热敏电阻的型号，在其余的表格中可以查看不同数据转换方法的介绍和示例代码。使用起来很方便。

这里选用四阶多项式转换测量到的电压为温度值，在相应的数据表格中给出了该转换方式的示例代码和方法的介绍。该方法是针对TI的热敏电阻产品温度测量的精度最高、速度最快的计算方法。

在开发板上有一个红色的LED灯和一个三引脚控制的RGB灯，用于提示用户。

程序设计

结合上述硬件，可以实现通过ADC读取当前热敏电阻和普通电阻组成的分压电路的采样点的电压，转换为温度值，当温度值超过28摄氏度时，点亮RGB的红灯，并点亮LED1，提示温度偏高；当温度值低于22摄氏度时，点亮RGB的蓝灯，并点亮LED1，提示温度偏低；当温度值介于22到28摄氏度之间时，点亮RGB的绿灯，并熄灭LED1，提示温度适宜。

程序实现

首先，在SysConfig中对使用到的外设进行配置，本示例使用到的外设包括ADC(用于采集分压电路采样点的电压值)、Timer(用于PWM调节LED1的亮度和产生定时事件驱动ADC采样)、GPIO(用于控制RGB灯)。

ADC模块选择为事件触发采样，事件选择为TimerG1的Zero Event，并开启转换完成中断，SysConfig的配置如下

定时器模块设定为向下计数模式，发布Zero Event用与ADC采样，SysConfig配置如下

GPIO模块设定相应的控制引脚为输出模式，其中LED1的引脚配置如下。

完成配置后，保存SysConfig文件，在生成的代码文件中可以看到相应模块的初始化代码。

在主程序中，初始化使用到的外设，使能ADC中断，启动定时器的产生定时事件触发ADC采样。主循环中获得采样值后，采样用前文中的温度电压转换函数得到当前的采样温度，并根据温度调整LED1和RGB的状态。

#include "ti_msp_dl_config.h"
#include <math.h>

#define HIGH_TEMPTHERS  28*32
#define LOW_TEMPTHERS  22*32

volatile uint16_t gThermistorADCResult = 0;
volatile bool gCheckThermistor         = false;

volatile uint32_t gCelcius_reading = 0;

float thermistor_calc_temperature(int raw_ADC);

float VBias                            = 3.30;  // set the VBIAS voltage
unsigned int ADC_BITS =
    4096;  // set the number of bits based on you ADC (2^# of ADC Bit Value)
float VTEMP     = 0;  // set up the variable for the measured voltage
float THRM_TEMP = 0;  // setup the variable for the calculated temperature

float thermistor_calc_temperature(int raw_ADC)
{
    // THRM calculations via regression
    // Copied from TI Thermistor Design Tool Excel Doc
    VTEMP          = 0.0;
    float THRM_ADC = raw_ADC;

    float THRM_A0 = -4.232811E+02;
    float THRM_A1 = 4.728797E+02;
    float THRM_A2 = -1.988841E+02;
    float THRM_A3 = 4.869521E+01;
    float THRM_A4 = -1.158754E+00;

    VTEMP =
        (VBias / ADC_BITS) *
        THRM_ADC;  // calculate volts per bit then multiply that times the ADV value
    THRM_TEMP = (THRM_A4 * powf(VTEMP, 4)) + (THRM_A3 * powf(VTEMP, 3)) +
                (THRM_A2 * powf(VTEMP, 2)) + (THRM_A1 * VTEMP) +
                THRM_A0;    // 4th order regression to get temperature
    return THRM_TEMP * 32;  // multiply by 32 for GC to divide later
}


int main(void)
{
    SYSCFG_DL_init();

    DL_GPIO_clearPins(RGB_PORT,
        (RGB_RED_PIN | RGB_GREEN_PIN | RGB_BLUE_PIN));

    NVIC_EnableIRQ(ADC_INST_INT_IRQN);
    gCheckThermistor = false;
    /* Start timer that triggers ADC sampling */
    DL_TimerG_startCounter(THERMISTOR_TIMER_ADC_INST);


    bool first_reading       = true;

    while (1) {
        while (gCheckThermistor == false) {
            __WFE();
               }
        //Insert Thermistor Algorithm

               gCelcius_reading =(uint32_t) thermistor_calc_temperature(gThermistorADCResult);

               if (gCelcius_reading>HIGH_TEMPTHERS) {
                   DL_GPIO_clearPins(
                       RGB_PORT, (RGB_GREEN_PIN | RGB_BLUE_PIN));
                   DL_GPIO_setPins(RGB_PORT, RGB_RED_PIN);
                   DL_GPIO_clearPins(RGB_PORT, RGB_LED1_PIN);

               } else if (gCelcius_reading < LOW_TEMPTHERS) {
                   DL_GPIO_clearPins(
                       RGB_PORT, (RGB_RED_PIN | RGB_BLUE_PIN));
                   DL_GPIO_setPins(RGB_PORT, RGB_BLUE_PIN);
                   DL_GPIO_clearPins(RGB_PORT, RGB_LED1_PIN);

               } else {
                   DL_GPIO_clearPins(
                       RGB_PORT, (RGB_RED_PIN | RGB_BLUE_PIN));
                   DL_GPIO_setPins(RGB_PORT, RGB_GREEN_PIN);
                   DL_GPIO_setPins(RGB_PORT, RGB_LED1_PIN);
               }

               gCheckThermistor = false;
       __WFI();

    }
}


/*
 * This IRQ is triggered whenever a new ADC conversion result is ready,
 * and the conversion result is stored in gThermistorADCResult.
 */
void ADC_INST_IRQHandler(void)
{
        switch (DL_ADC12_getPendingInterrupt(ADC_INST)) {
            case DL_ADC12_IIDX_MEM0_RESULT_LOADED:
                gThermistorADCResult =
                    DL_ADC12_getMemResult(ADC_INST, DL_ADC12_MEM_IDX_0);
                gCheckThermistor = true;
                break;
            default:
                break;
        }
}

总结

上述示例中使用的热敏电阻和MSPM0开发板都是TI提供的，相关的资料都很全面，开发上很方便，开发者只需要在网上查找到相应的使用文档，并据此设计应用程序，就可以开发出易于使用的应用程序。

temp_sense_thermistor_LP_MSPM0L1306_nortos_ticlang.7z (115.11 KB, 下载次数: 10)

TMP6-Thermistor-Design.zip (3.19 MB, 下载次数: 6)

lugl4313820 · 发表于2023-10-15 17:21

感谢大佬提供这么好的示例，学习学习！

EPTmachine · 发表于2023-10-15 21:09

lugl4313820 发表于 2023-10-15 17:21 感谢大佬提供这么好的示例，学习学习！

这些例子在TI官方提供的示例程序中都是存在的，大家只要认真学习即可

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