【JoyTag Arduino/Genuion 101 亲密接触】 查看芯片温度

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标题：【JoyTag Arduino/Genuion 101 亲密接触】 查看芯片温度
连接：http://forum.godpub.com/thread-118-1-1.html
备注：狗趴论坛首发，转载请注明出处。


简介

阅读Arduino/Genuion 101的库资料，偶然发现Intel Curie中竟然内置了温度传感器。
温度传感器隶属6轴加速度计/陀螺仪（BMI160），它包含在Intel Curie核心中。
本文介绍如何读取Intel Curie内置温度传感器获取芯片的温度。并在使用过程中发现官网手册中的一处失误，并予以纠正。


温度传感器资料

以下资料来自BMI160数据手册



Arduino/Genuion 101  BMI160代码中读取温度的片段

/** Get current internal temperature as a signed 16-bit integer.
*  The resolution is typically 1/2^9 degrees Celcius per LSB, at an
*  offset of 23 degrees Celcius.  For example:
*
* <pre>
* Value    | Temperature
* ---------+----------------
* 0x7FFF   | 87 - 1/2^9 degrees C
* ...      | ...
* 0x0000   | 23 degrees C
* ...      | ...
* 0x8001   | -41 + 1/2^9 degrees C
* 0x8000   | Invalid
*
* @return Temperature reading in 16-bit 2's complement format
* @see BMI160_RA_TEMP_L
*/
int16_t BMI160Class::getTemperature() {
    uint8_t buffer[2];
    buffer[0] = BMI160_RA_TEMP_L;
    serial_buffer_transfer(buffer, 1, 2);
    return (((int16_t)buffer[1]) << 8) | buffer[0];
}

Arduino官网的函数手册

在Intel CurieIMU 库中，对上述函数进行了简单的封装

int CurieIMUClass::readTemperature()
{
    return getTemperature();
}

Arduino站上关于此函数链接：
http://www.arduino.cc/en/Reference/CurieIMUreadTemperature

所以我们不必去了解寄存器的信息，直接调用上述函数就可以得到原始的温度信息。
因为读出的是原始的温度数据，我们需要对其进行转换，才能变成我们所熟悉的摄氏温度，转换公式如下：

Celsius=(raw/32767.0)+23

(***注***：来自上述链接函数手册，这里有个巨大的坑！）


读取芯片温度的程序

根据上述信息，我们可以实现一个简单的程序通过串口读取芯片的温度。
代码如下：

1. // http://forum.godpub.com/thread-118-1-1.html
   
2. #include "CurieIMU.h"
   
3. 
   
4. void setup() {
   
5.   Serial.begin(9600); // initialize Serial communication
   
6.   while (!Serial);    // wait for the serial port to open
   
7. 
   
8.   // initialize device
   
9.   Serial.println("Initializing IMU device...");
   
10.   CurieIMU.begin();
    
11. }
    
12. 
    
13. 
    
14. void loop() {
    
15.   // Returns the raw value of the temperature value read by the built-in motion sensor
    
16.   int  rawTemp = CurieIMU.readTemperature() ;
    
17.   
    
18.   <font color="Red">float Temp = (rawTemp/32767.0)+23 ;</font>
    
19.   Serial.println(Temp);
    
20.   delay(5000);
    
21. }

复制代码

打开串口监视器，可以看到每五秒输出当前芯片的温度值。效果如下：



掉进大坑里

看起来似乎很完美呢，23度，基本上和我当前室温相当。看来Curie发热很低啊，几乎不发热啊。
用手摸摸Curie的芯片，果然不是很热。
等等，哪里不对？按说体温36-7度，摸芯片，温度该有些变化呀，总不能我体温也23度吧？
到底差哪呢？好吧，姑且怀疑是我体表温度太低了吧，冷血动物

那么就想办法提高一下芯片温度试试。
本来想拿电烙铁烙丫一下，又怕烙坏，搞个温柔的方式，用电吹风吹吹吧
找来电吹风，调成高档，一顿吹呀，手都要烫掉了，发现温度只上升了零点几度，这不科学。

到底哪里出错了呢，官方的库，官方的算法。

对照文档，回头一步一步追查。
寄存器地址没错

1. #define BMI160_RA_TEMP_L            0x20
   
2. #define BMI160_RA_TEMP_H            0x21

复制代码

读取寄存器的值代码没错

1. int16_t BMI160Class::getTemperature() {
   
2.     uint8_t buffer[2];
   
3.     buffer[0] = BMI160_RA_TEMP_L;
   
4.     serial_buffer_transfer(buffer, 1, 2);
   
5.     return (((int16_t)buffer[1]) << 8) | buffer[0];
   
6. }

复制代码

CurieIMU的封装更是直接返回：

1. int CurieIMUClass::readTemperature()
   
2. {
   
3. return getTemperature();
   
4. }

复制代码

那么除了硬件本身不对，就是以下转换有可能出错啦：

1. float Temp = (rawTemp/32767.0)+23 ;

复制代码

硬件一般很少有问题即便有问题我也没法调试不是，而这个温度转换是Arduino官网手册中提供的，那么就看看它有没有错误吧。
那么我们来分析为什么这么转换呢？
让我们回头看温度传感器的资料：

1. * Value | Temperature
   
2. * ---------+----------------
   
3. * 0x7FFF | 87 - 1/2^9 degrees C
   
4. * ... | ...
   
5. * 0x0000 | 23 degrees C
   
6. * ... | ...
   
7. * 0x8001 | -41 + 1/2^9 degrees C
   
8. * 0x8000 | Invalid

复制代码

当数值为0 温度为23，所以转换公式后边+23，这没问题。
0x0000到0x7FFF总计为32767步，那么原始数据/32767表达的啥意思？！大坑原来在这里。
看上边引用的内容，0x0000到0x7FFF对应的温度变化从23度到（87 - 1/2^9）度，也就是说大致变化了87-23 = 64度
那么由原始数据变化成温度的计算公式应该为：(rawTemp/(32767.0/64))+23 ; 亦即：(rawTemp/512.0)+23;

再回头看BMI160的手册，人家都说了解析度是 1/2^9，Arduino官网手册害死人，浪费我大量精力。


修正后的代码与效果

针对上述结论，对代码进行修改。
修正后的代码如下：

1. // http://forum.godpub.com/thread-118-1-1.html
   
2. #include "CurieIMU.h"
   
3. 
   
4. void setup() {
   
5.   Serial.begin(9600); // initialize Serial communication
   
6.   while (!Serial);    // wait for the serial port to open
   
7. 
   
8.   // initialize device
   
9.   Serial.println("Initializing IMU device...");
   
10.   CurieIMU.begin();
    
11. }
    
12. 
    
13. 
    
14. void loop() {
    
15.   // Returns the raw value of the temperature value read by the built-in motion sensor
    
16.   int  rawTemp = CurieIMU.readTemperature() ;
    
17. 
    
18.   float Temp = (rawTemp/512.0)+23 ;
    
19.   Serial.println(Temp);
    
20.   delay(5000);
    
21. }

复制代码

执行效果如下：

这还是比较合理的，用电吹风一吹数值变化明显，电吹风吹的就不截图啦，累了。

亲爱的读者，这里还有个无比巨大的坑，你们能否看出来？
这个大坑说严重很严重的哦，会导致一些条件下数据完全出错。
（小提示，和数据类型有关）


总结

本文介绍如何读取Intel Curie内置温度传感器获取芯片的温度。并在使用过程中发现官网手册中的一处失误，并予以纠正。
文末作者挖了一个大坑，希望细心的读者能够发现，猜对没有奖励哦。
谨以本文抛砖引玉，希望大家折腾出更好玩的东西。

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埋了个大坑，看看谁能找到。

leslie99

以为蒙上了眼睛，就可以看十一运夺金不见这个世界 ; 以为捂住了耳朵，就可以听不到所有的烦恼 ; 以为吉林11选5脚步停了下来，心就可以不再远行 ; 以为我需要的幸运飞艇爱情，只是一个拥抱。