STM32C5开发LSM6DSOW .1--轮询获取陀螺仪数据概述视频教学样品申请源码下载硬件准备参考程序所有功能串口配置通信模式管脚定义IIC通信模式速率IIC配置CS和SA0设置生成项目导入STM32CubeIDE设置工程编码添加头文件printf 重定向参考程序CMake设置头文件设置初始换管脚获取ID复位传感器BDU设置配置输出数据率与测量量程配置加速度计低通滤波器轮询读取传感器数据演示.1–轮询获取陀螺仪数据)概述LSM6DSOW是一款系统级封装具有一个3D数字加速度计和一个3D数字陀螺仪在高性能模式下以0.55 mA的电流工作并且具有始终开启的低功耗特性可为消费者提供最佳的运动体验。LSM6DSOW支持主流OS的要求可提供9 KB的真实、虚拟和批处理传感器用于动态数据批处理。意法半导体的MEMS传感器模块系列具有稳健成熟的制造工艺已经用于微型机械加速度计和陀螺仪产品。多种传感元件采用专门的微型机械加工工艺制造而IC接口采用CMOS技术开发可以设计出专用电路对该电路进行修调可以更好地匹配传感元件的特性。LSM6DSO的满量程加速度范围为±2/±4/±8/±16 g角速率范围为±125/±250/±500/±1000/±2000 dps。LSM6DSWO完全支持EIS和OIS应用因为该模块包含专用于OIS的可配置信号处理路径以及可配置用于陀螺仪和加速度计的辅助SPI。LSM6DSOW对机械冲击具有高度耐受性这使其成为系统设计者创建和制造可靠产品时的最佳选择。LSM6DSOW采用塑料焊盘栅格阵列LGA封装。视频教学https://www.bilibili.com/video/BV1ni3E6DEDV/样品申请https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#源码下载硬件准备首先需要准备一个开发板这里我准备的是自己绘制的开发板需要的可以进行申请。主控为STM32C542CC陀螺仪为LSM6DSOW磁力计为LIS2MDL。参考程序https://github.com/CoreMaker-lab/STM32C542_LSM6DOW_LIS2MDLhttps://gitee.com/CoreMaker/STM32C542_LSM6DOW_LIS2MDL所有功能● 功耗在组合高性能模式下为0.55 mA● 加速度计和陀螺仪的低功耗带来“始终开启”体验● 高达9 KB的智能FIFO● 与安卓兼容● ±2/±4/±8/±16 g满量程● ±125/±250/±500/±1000/±2000 dps 满量程● 模拟供电电压1.71 V到3.6 V● 独立IO供电1.62 V● 紧凑外形2.5 mm x 3 mm x 0.83 mm● SPI / I²C和MIPI I3CSM串行接口支持主处理器数据同步功能● 辅助SPI用于陀螺仪和加速度计的OIS数据输出● 高级计步器步伐侦测和步数计算● 大幅运动检测倾斜度检测● 标准中断自由落体、唤醒、6D/4D方向检测、单击和双击● 可编程有限状态机加速度计、陀螺仪以及外部传感器● 嵌入式温度传感器● 符合ECOPACK®、RoHS和“绿色”要求串口配置查看原理图PA9和PA10设置为开发板的串口。在左侧 Peripherals 中选择 Connectivity → USART1Mode 选择 Async表示配置为异步串口模式Function used by the component 显示为 UART说明 USART1 在异步模式下使用 UART HAL 驱动串口参数配置为115200 波特率、8 位数据位、无校验、1 位停止位、收发模式GPIO TxUSART1_TX 选择 PA9GPIO RxUSART1_RX 选择 PA10PA9 / PA10 均配置为 Alternate 复用功能模式Pull 选择 No pull-up and no pull-downOutput type 选择 Push pullSpeed 选择 Low通信模式对于LSM6DSOW可以使用SPI或者IIC进行通讯。最小系统图如下所示。在CS管脚为1的时候为IIC模式。本文使用的板子原理图如下所示。管脚定义IIC通信模式在在使用IIC通讯模式的时候SA0是用来控制IIC的地址位的。对于IIC的地址可以通过SA0引脚修改。TA0引脚可以用来修改设备地址的最低有效位。如果SA0引脚连接到电源电压LSb最低有效位为’1’地址1101011b否则如果SA0引脚连接到地线LSb的值为’0’地址1101010b。接口如下所示。主要使用的管脚为CS、SCL、SDA、SA0。速率该模块支持的速度为普通模式(100k)和快速模式(400k)。IIC配置STM32C542CCT6通过扩展接口与传感器模块连接其中PB6作为I²C时钟线SCLPB7作为I²C数据线SDA首先在 STM32CubeMX2 中进入 Peripherals 外设配置页面在 Connectivity 分类中选择 I2C1并将 I2C1 外设使能。如图所示本实验的 I2C1 配置步骤如下点击左侧 Peripherals 外设配置入口在 Connectivity 分类中选择 I2C1将 I2C1 Mode 设置为 I2C并确认 I2C1 显示为 ActiveSpeed frequency 设置为 Fast mode - 400 kHz确认 I2C1 的 GPIO 引脚映射SCL 为 PB6SDA 为 PB7CS和SA0设置确认 LSM6DSOW 的 I2C 模式选择和地址选择CS 需要处于 I2C 模式对应电平SA0 需要固定为高电平或低电平将 PA1 和 PB2 配置为普通 GPIO。在 STM32CubeMX2 的 Pinout 页面中将 PA1 和 PB2 配置为普通 GPIO。SA0用于选择 LSM6DSR 的 I2C 地址CS用于选择 LSM6DSR 的通信接口模式在右侧 Pin signals 中将对应引脚设置为 GPIO → Configured表示该引脚将作为普通 GPIO 使用由用户程序控制输出高低电平。进入 System → GPIO 配置页面可以看到 PA1 和 PB2 已经被加入 GPIO 配置列表。本实验中将 PB2 作为 CS 控制脚 , 将 PA1 作为 SA0 控制脚 。由于还有一个磁力计需要把该CS也使能。在 STM32CubeMX2 的 Pinout 页面中将 PA6配置为普通 GPIO。进入 System → GPIO 配置页面 PA6 作为 CS2 控制脚 。生成项目修改配置后左下角会提示 Click to save需要先保存当前工程配置点击左侧 Project settings进入工程生成设置页面在 IDE Project Generation 中选择工程格式和工具链本例选择 CMake GCC然后点击 Generate IDE project 生成工程导入STM32CubeIDE打开 STM32CubeIDE点击菜单栏 File选择 Import…准备导入 STM32CubeMX2 生成的 CMake 工程在 Import 窗口中展开 Import STM32 Project选择 STM32 CMake Project点击 Next进入 CMake 工程路径选择页面Project name填写导入到 STM32CubeIDE 中显示的工程名称Source directory选择 STM32CubeMX2 生成的 CMake 工程目录点击 Next继续完成工程导入Toolchain选择 MCU ARM GCC表示使用 ARM GCC 工具链进行编译MCU确认芯片型号为 STM32C542CCTx与前面 STM32CubeMX2 中选择的 MCU 保持一致CPU/Core确认内核为 Cortex-M33Core 为 0点击 Finish完成 CMake 工程导入设置工程编码在 Project Explorer 中选中当前工程点击菜单栏 Project选择 Properties进入工程属性设置在工程属性中选择 ResourceText file encoding 选择 Other编码格式输入 GBK点击 Apply and Close 保存设置添加头文件在 main.c 中添加头文件#includemx_usart1.h#includestdio.h#includestring.hprintf 重定向为了让 printf() 输出到 USART1需要重写 _write() 函数。GCC 工程中printf() 底层会调用 _write() 输出字符因此只需要在 _write() 中调用 HAL_UART_Transmit()就可以把 printf() 的内容通过串口发送出去。int_write(intfile,char*ptr,intlen){hal_uart_handle_t*huart1mx_usart1_uart_gethandle();if(huart1!NULL){HAL_UART_Transmit(huart1,ptr,len,1000);}returnlen;}参考程序https://github.com/STMicroelectronics/lsm6dso-pid添加对应驱动程序。CMake设置把lsm6dso_reg.c 加入 CMake 编译 。#Stubs to be able to add compiler flag overrides,e.g.-Ostarget_sources(${CMAKE_PROJECT_NAME}PRIVATE#Add additional source files herelsm6dso_reg.c)printf 输出浮点数需要额外开启 float printf 支持。CMake 官方说明 target_link_options() 就是给可执行目标添加 linker options 的命令。target_link_options(${CMAKE_PROJECT_NAME}PUBLIC#Add additional linker flags here-u _printf_float)头文件设置添加头文件。#includelsm6dso_reg.h初始换管脚由于需要向LSM6DSO_I2C_ADD_L写入以及为IIC模式。所以使能CS为高电平配置为IIC模式。配置SA0为低电平。printf(HELLO\n);HAL_GPIO_WritePin(CS1_PORT,CS1_PIN,HAL_GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(SA0_PORT,SA0_PIN,HAL_GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(CS2_PORT,CS2_PIN,HAL_GPIO_PIN_SET);变量定义。/* Private macro -------------------------------------------------------------*/#defineBOOT_TIME10/* Private variables ---------------------------------------------------------*/staticint16_tdata_raw_acceleration[3];staticint16_tdata_raw_angular_rate[3];staticint16_tdata_raw_temperature;staticfloat_tacceleration_mg[3];staticfloat_tangular_rate_mdps[3];staticfloat_ttemperature_degC;staticuint8_twhoamI,rst;staticuint8_ttx_buffer[1000];/* Extern variables ----------------------------------------------------------*//* Private functions ---------------------------------------------------------*//* * WARNING: * Functions declare in this section are defined at the end of this file * and are strictly related to the hardware platform used. * */staticint32_tplatform_write(void*handle,uint8_treg,constuint8_t*bufp,uint16_tlen);staticint32_tplatform_read(void*handle,uint8_treg,uint8_t*bufp,uint16_tlen);staticvoidtx_com(uint8_t*tx_buffer,uint16_tlen);staticvoidplatform_delay(uint32_tms);staticvoidplatform_init(void*handle);获取ID我们可以向WHO_AM_I (0Fh)获取固定值判断是否为0x6C。对应的获取ID驱动程序,如下所示。stmdev_ctx_tdev_ctx;/* Initialize mems driver interface */dev_ctx.write_regplatform_write;dev_ctx.read_regplatform_read;dev_ctx.mdelayplatform_delay;dev_ctx.handlemx_i2c1_i2c_gethandle();/* Init test platform */// platform_init(dev_ctx.handle);/* Wait sensor boot time */platform_delay(BOOT_TIME);/* Check device ID */lsm6dso_device_id_get(dev_ctx,whoamI);printf(LSM6DSO_ID0x%x,id0x%x\n,LSM6DSO_ID,whoamI);if(whoamI!LSM6DSO_ID)while(1);复位传感器该代码首先对 LSM6DOW进行软件复位。/* Restore default configuration */lsm6dso_reset_set(dev_ctx,PROPERTY_ENABLE);do{lsm6dso_reset_get(dev_ctx,rst);}while(rst);BDU设置在很多传感器中数据通常被存储在输出寄存器中这些寄存器分为两部分MSB和LSB。这两部分共同表示一个完整的数据值。例如在一个加速度计中MSB和LSB可能共同表示一个加速度的测量值。连续更新模式BDU ‘0’在默认模式下输出寄存器的值会持续不断地被更新。这意味着在你读取MSB和LSB的时候寄存器中的数据可能会因为新的测量数据而更新。这可能导致一个问题当你读取MSB时如果寄存器更新了接下来读取的LSB可能就是新的测量值的一部分而不是与MSB相对应的值。这样你得到的就是一个“拼凑”的数据它可能无法准确代表任何实际的测量时刻。块数据更新BDU模式BDU ‘1’当激活BDU功能时输出寄存器中的内容不会在读取MSB和LSB之间更新。这就意味着一旦开始读取数据无论是先读MSB还是LSB寄存器中的那一组数据就被“锁定”直到两部分都被读取完毕。这样可以确保你读取的MSB和LSB是同一测量时刻的数据避免了读取到代表不同采样时刻的数据。简而言之BDU位的作用是确保在读取数据时输出寄存器的内容保持稳定从而避免读取到拼凑或错误的数据。这对于需要高精度和稳定性的应用尤为重要。可以向CTRL3_C(12h)的BDU寄存器写入1进行开启。对应的驱动程序,如下所示。/* Disable I3C interface */lsm6dso_i3c_disable_set(dev_ctx,LSM6DSO_I3C_DISABLE);/* Enable Block Data Update */lsm6dso_block_data_update_set(dev_ctx,PROPERTY_ENABLE);配置输出数据率与测量量程该代码用于配置 LSM6DOW 加速度计和陀螺仪的基本采样参数● 将加速度计和陀螺仪的输出数据率均设置为 12.5 Hz即每秒产生约 12.5 组新的传感器数据。● 将加速度计量程设置为 ±2 g。● 将陀螺仪量程设置为 ±2000 dps。对应程序如下所示。/* Set Output Data Rate */lsm6dso_xl_data_rate_set(dev_ctx,LSM6DSO_XL_ODR_12Hz5);lsm6dso_gy_data_rate_set(dev_ctx,LSM6DSO_GY_ODR_12Hz5);/* Set full scale */lsm6dso_xl_full_scale_set(dev_ctx,LSM6DSO_2g);lsm6dso_gy_full_scale_set(dev_ctx,LSM6DSO_2000dps);配置加速度计低通滤波器该代码用于配置数字滤波链选择 LPF1 LPF2 低通滤波路径/* Configure filtering chain(No aux interface) * Accelerometer - LPF1 LPF2 path */lsm6dso_xl_hp_path_on_out_set(dev_ctx,LSM6DSO_LP_ODR_DIV_100);lsm6dso_xl_filter_lp2_set(dev_ctx,PROPERTY_ENABLE);轮询读取传感器数据程序在主循环中持续检测传感器的数据状态。当加速度、角速度或温度数据更新后读取对应的原始数据转换为实际物理量并通过串口打印输出。while(1){/* Read output only if new xl value is available */lsm6dsv_all_sources_get(dev_ctx,all_sources);if(all_sources.drdy_xl){/* Read acceleration field data */memset(data_raw_acceleration,0x00,3*sizeof(int16_t));lsm6dsv_acceleration_raw_get(dev_ctx,data_raw_acceleration);acceleration_mg[0]lsm6dsv_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[0]);acceleration_mg[1]lsm6dsv_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[1]);acceleration_mg[2]lsm6dsv_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[2]);printf(Acceleration [mg]:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n,acceleration_mg[0],acceleration_mg[1],acceleration_mg[2]);}if(all_sources.drdy_gy){/* Read angular rate field data */memset(data_raw_angular_rate,0x00,3*sizeof(int16_t));lsm6dsv_angular_rate_raw_get(dev_ctx,data_raw_angular_rate);angular_rate_mdps[0]lsm6dsv_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[0]);angular_rate_mdps[1]lsm6dsv_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[1]);angular_rate_mdps[2]lsm6dsv_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[2]);printf(Angular rate [mdps]:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n,angular_rate_mdps[0],angular_rate_mdps[1],angular_rate_mdps[2]);}if(all_sources.drdy_temp){/* Read temperature data */memset(data_raw_temperature,0x00,sizeof(int16_t));lsm6dsv_temperature_raw_get(dev_ctx,data_raw_temperature);temperature_degClsm6dsv_from_lsb_to_celsius(data_raw_temperature);printf(Temperature [degC]:%6.2f\r\n,temperature_degC);}}演示