这些小活动你都参加了吗?快来围观一下吧!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 嵌入式开发 » MCU » 在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计

共1条 1/1 1 跳转至

在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计

工程师
2022-10-14 22:15:32     打赏

我拿到的开发板实际板载的 MCU 是 GD32F310G8,QFN28pin 封装,基于 ARM CORTEX M4 内核,主频 72MHz, 芯片内置 64KB flash,8KB SRAM, 两路 I2C 外设。

整体概述

首先感谢极术社区给我试用GD32开发板的机会,让我体验一下近几年国产MCU开发体验。该芯片是基于arm cortex-M4内核,主频72Mhz,flash 64k,ram 8k,以及丰富的外设。

本次试用是一个读取三轴加速度计的实验,主要使用的是硬件iic。

硬件连接

传感器介绍

SC7A20 是一款高精度 12bit 数字三轴加速度传感器芯片,内置功能 更丰富,功耗更低,体积更小,测量更精确。

芯片通过 IC²/SPI 接口与 MCU 通信,加速度测量数据以中断方式或 查询方式获取。INT1和INT2中断管脚提供多种内部自动检测的中断信号, 适应多种运动检测场合,中断源包括 6D/4D 方向检测中断信号、自由落体 检测中断信号、睡眠和唤醒检测中断信号、单击和双击检测中断信号。

芯片内置高精度校准模块,对传感器的失调误差和增益误差进行精确补偿。 ±2G、±4G、±8G 和±16G 四种可调整的全量程测量范围,灵活测量外 部加速度,输出数据率 1HZ 和 400HZ 间可选。

软件功能

该软件主要使用了GD32开发板的硬件iic,外部中断以及串口,这三部分功能,串口的配置在其他文章的当中已经有叙述,本文只主要介绍iic和外部中断的使用.

硬件iic

初始化gpio

poYBAGMtgqCAENdTAADYMDp2gJQ927.png

配置硬件iic

pYYBAGMtgrKANlA0AACpU0eW9Ys853.png

根据厂商提供的库函数(具体参考gd32f3x0_i2c.c文件),我们可以很容易的初始化iic。剩下的就是对传感器进行配置了,该传感器需要配置寄存器较多,厂商直接提供了一份demo程序,只需要适配读取写入的接口就可以很快的使用了。

pYYBAGMtgsiAZ6_LAADBYOow3zU754.png

我需要做的就是把iic的读取和写入进行适配适配函数如下:

void I2C_LeaderWrite(uint16_t followerAddress, , uint8_t targetAddress, uint8_t *txBuff,
                    uint8_t numBytes) {
   /* wait until I2C bus is idle */
   while (i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY))
       ;
   /* send a start condition to I2C bus */
   i2c_start_on_bus(I2C0);
   /* wait until SBSEND bit is set */
   while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))
       ;
   /* send slave address to I2C bus */
   i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_TRANSMITTER);
   /* wait until ADDSEND bit is set */
   while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))
       ;
   /* clear ADDSEND bit */
   i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);
   /* wait until the transmit data buffer is empty */
   while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))
       ;

   for (i = 0; i < numBytes; i++) {
       /* data transmission */
       i2c_data_transmit(I2C0, txBuff[i]);
       /* wait until the TBE bit is set */
       while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))
           ;
   }
   /* send a stop condition to I2C bus */
   i2c_stop_on_bus(I2C0);
   /* wait until stop condition generate */
   while (I2C_CTL0(I2C0) & 0x0200)
       ;
}
void I2C_LeaderRead(uint16_t followerAddress, uint8_t targetAddress, uint8_t *rxBuff,
                   uint8_t numBytes) {
   /* wait until I2C bus is idle */
   while (i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY))
       ;

   /* send a start condition to I2C bus */
   i2c_start_on_bus(I2C0);

   /* wait until SBSEND bit is set */
   while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))
       ;

   /* send slave address to I2C bus */
   i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_TRANSMITTER);

   /* wait until ADDSEND bit is set */
   while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))
       ;

   /* clear the ADDSEND bit */
   i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);

   /* wait until the transmit data buffer is empty */
   while (SET != i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))
       ;

   /* enable I2C0*/
   i2c_enable(I2C0);

   /* send the EEPROM's internal address to write to */
   i2c_data_transmit(I2C0, targetAddress);

   /* wait until BTC bit is set */
   while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_BTC))
       ;

   /* send a start condition to I2C bus */
   i2c_start_on_bus(I2C0);

   /* wait until SBSEND bit is set */
   while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))
       ;

   /* send slave address to I2C bus */
   i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_RECEIVER);

   /* wait until ADDSEND bit is set */
   while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))
       ;

   /* clear the ADDSEND bit */
   i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);

   /* while there is data to be read */
   for (int i = 0; i < numBytes; i++) {
       /* code */

       /* read a data from I2C_DATA */
       rxBuff[i++] = i2c_data_receive(I2C0);
       /* send a stop condition */
       i2c_stop_on_bus(I2C0);
   }

   /* wait until the stop condition is finished */
   while (I2C_CTL0(I2C0) & 0x0200)
       ;

   /* enable acknowledge */
   i2c_ack_config(I2C0, I2C_ACK_ENABLE);

   i2c_ackpos_config(I2C0, I2C_ACKPOS_CURRENT);
}

然后把这两个函数适配:

poYBAGMtgtqAJ3rOAAB9FKfsQfM576.png

然后对传感器进行设置

poYBAGMtgvyAM0GkAADiuobSYW4011.png

外部中断

使用外部中断可以使用用于唤醒mcu,这对设计低功耗的产品很有意义,当传感器超过设定的阈值的时候,那么就会产生一个中断来通知mcu,需要进一步的处理数据,外部中断的配置如下所示:

void exit_wakeup_interrupt_config(void)
{
    /* configure the priority group */
   nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);

   /* enable the key wakeup clock */
   rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
   rcu_periph_clock_enable(RCU_CFGCMP);

   /* configure button pin as input */
   gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);

   /* enable and set key wakeup EXTI interrupt to the higher priority */
   nvic_irq_enable(EXTI0_1_IRQn, 2U, 0U);

   /* connect key wakeup EXTI line to key GPIO pin */
   syscfg_exti_line_config(EXTI_SOURCE_GPIOA, EXTI_SOURCE_PIN0);

   /* configure key wakeup EXTI line */
   exti_init(EXTI_0, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_FALLING);
   exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);
}

数据处理

由于我们使用的是三轴传感器,对于姿态位置的计算并不是很精确,因此,此处只用简单角度计算,倾角的计算原理如下

poYBAGMtgxqAX2ZzAADMRlEI1A4650.png


pYYBAGMtgymATucYAAAfnX5F69k016.png


计算代码如下:

#define DEG_TO_RAD(x) ((x) * 0.01745329252)
#define RAD_TO_DEG(x) ((x) * 57.2957795131)
void angle_calculation() {
   double pitch, roll, paw;
   pitch = atan(xyz_mg[X] / sqrt(pow(xyz_mg[Y], 2) + pow(xyz_mg[Z], 2)));
   roll = atan(xyz_mg[Y] / sqrt(pow(xyz_mg[X], 2) + pow(xyz_mg[Z], 2)));
   paw = atan(sqrt(pow(xyz_mg[X], 2) + pow(xyz_mg[Y], 2)) / xyz_mg[Z]);

   printf("[RAD]pitch:%.2f | roll:%.2f | paw:%.2f rn", pitch, roll, paw);
   printf("[DEG]pitch:%.2f° | roll:%.2f° | paw:%.2f° rn", RAD_TO_DEG(pitch), RAD_TO_DEG(roll),
          RAD_TO_DEG(paw));
}




共1条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]