嵌入式设计与开发项目-LIS302DL加速度传感器程序设计
LIS302DL是三轴±2g/±8g 智能数字输出加速度传感器，提供 I2C、SPI接口，扩展板使用的是I2C接口， 器件地址为0x38.
一、实现的功能
- ①pitch: X轴与水平面的夹角，对应人体向前向后的俯仰角；
- ②roll:Y轴与水平面的夹角，对应人体向左向右的侧偏角；
- ③paw: Z轴与竖直方向的夹角，对应人体绕Z轴的旋转角；
- ④实时打印三轴加速度传感器的X、Y、Z的实时数据；
二、根据功能实现代码
1、主文件main.c
#include"key.h"
#include"led.h"
#include"lcd.h"
#include "stdio.h"
#include "lis302.h"
unsigned char ucSec,ucSec1;
unsigned char pucBuf[1];
unsigned char pucStr[21];
unsigned long ulTick_ms;
void LIS_Proc(void);
int main(void)
{
SysTick_Config(72000); //定时1ms(HCLK = 72MHz)
KEY_Init();
LED_Init();
STM3210B_LCD_Init();
LCD_Clear(Blue);
LCD_SetBackColor(Blue);
LCD_SetTextColor(White);
i2c_init();
pucBuf[0] = 0x47;
i2c_write(pucBuf,0x20,1);
while(1)
{
LED_Disp(ucSec);
LIS_Proc();
}
}
void LIS_Proc(void)
{
if(ucSec != ucSec1)
{
ucSec1 = ucSec;
i2c_read(pucBuf,0x29,1);
sprintf((char*)pucStr," OutX:%02x",pucBuf[0]);
LCD_DisplayStringLine(Line4,pucStr);
i2c_read(pucBuf,0x2B,1);
sprintf((char*)pucStr," OutY:%02x",pucBuf[0]);
LCD_DisplayStringLine(Line5,pucStr);
i2c_read(pucBuf,0x2D,1);
sprintf((char*)pucStr," OutZ:%02x",pucBuf[0]);
LCD_DisplayStringLine(Line6,pucStr);
}
}
//SysTick 中断处理程序
void SysTick_Handler(void)
{
ulTick_ms++;
if(ulTick_ms % 1000 ==0)
ucSec++;
}
主函数分析：❤️ ❤️ ❤️
- 通过X轴输出寄存器0x29获取X轴的加速度数据；
- 通过Y轴输出寄存器0x2B获取X轴的加速度数据；
- 通过Z轴输出寄存器0x2D获取X轴的加速度数据；
2、LIS302DL的头文件“lis302.h”
#ifndef __LIS302_H__
#define __LIS302_H__
#include "stm32f10x.h"
void i2c_init(void);
void delay1(unsigned int n);
void I2CStart(void);
void I2CStop(void);
void I2CSendAck(void);
void I2CSendNotAck(void);
unsigned char I2CWaitAck(void);
void I2CSendByte(unsigned char cSendByte);
unsigned char I2CReceiveByte(void);
void i2c_write(unsigned char* pucBuf,unsigned char ucAddr,
unsigned char ucNum);
void i2c_read(unsigned char* pucBuf,unsigned char ucAddr,
unsigned char ucNum);
#endif
简要分析：❤️ ❤️
- 除了头文件不一样，其它的和AT24C02存储芯片的声明一样，可参考：嵌入式设计与开发项目-AT24C02存储器应用程序设计；
- 使用I2C协议进行通讯，可直接进行移植I2C驱动；
3、LIS302DL的源文件“lis302.c”
#include "lis302.h"
/** I2C 总线接口 */
#define I2C_PORT GPIOA
#define SDA_Pin GPIO_Pin_5
#define SCL_Pin GPIO_Pin_4
#define FAILURE 0
#define SUCCESS 1
//配置SDA信号线为输入模式
void SDA_Input_Mode()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA_Pin;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
GPIO_Init(I2C_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
//配置SDA信号线为输出模式
void SDA_Output_Mode()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA_Pin;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(I2C_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
//
void SDA_Output( uint16_t val )
{
if ( val ) {
GPIO_SetBits(I2C_PORT,SDA_Pin);
} else {
GPIO_ResetBits(I2C_PORT,SDA_Pin);
}
}
//
void SCL_Output( uint16_t val )
{
if ( val ) {
GPIO_SetBits(I2C_PORT,SCL_Pin);
} else {
GPIO_ResetBits(I2C_PORT,SCL_Pin);
}
}
//
uint8_t SDA_Input()
{
return GPIO_ReadInputDataBit( I2C_PORT, SDA_Pin);
}
//延时程序
void delay1(unsigned int n)
{
unsigned int i;
for ( i=0;i<n;++i);
}
//I2C总线启动
void I2CStart(void)
{
SDA_Output(1);delay1(500);
SCL_Output(1);delay1(500);
SDA_Output(0);delay1(500);
SCL_Output(0);delay1(500);
}
//I2C总线停止
void I2CStop(void)
{
SCL_Output(0); delay1(500);
SDA_Output(0); delay1(500);
SCL_Output(1); delay1(500);
SDA_Output(1); delay1(500);
}
//等待应答
unsigned char I2CWaitAck(void)
{
unsigned short cErrTime = 5;
SDA_Input_Mode();
delay1(500);
SCL_Output(1);delay1(500);
while(SDA_Input())
{
cErrTime--;
delay1(500);
if (0 == cErrTime)
{
SDA_Output_Mode();
I2CStop();
return FAILURE;
}
}
//修改顺序
SCL_Output(0);delay1(500);
SDA_Output_Mode();
return SUCCESS;
}
//发送应答位
void I2CSendAck(void)
{
SDA_Output(0);delay1(500);
delay1(500);
SCL_Output(1); delay1(500);
SCL_Output(0); delay1(500);
}
//
void I2CSendNotAck(void)
{
SDA_Output(1);
delay1(500);
SCL_Output(1); delay1(500);
SCL_Output(0); delay1(500);
}
//通过I2C总线发送一个字节数据
void I2CSendByte(unsigned char cSendByte)
{
unsigned char i = 8;
while (i--)
{
SCL_Output(0);delay1(500);
SDA_Output(cSendByte & 0x80); delay1(500);
cSendByte += cSendByte; //左移一位
delay1(500);
SCL_Output(1);delay1(500);
}
SCL_Output(0);delay1(500);
}
//从I2C总线接收一个字节数据
unsigned char I2CReceiveByte(void)
{
unsigned char i = 8;
unsigned char cR_Byte = 0;
SDA_Input_Mode();
while (i--)
{
cR_Byte += cR_Byte; //左移一位
SCL_Output(0);delay1(500);
delay1(500);
SCL_Output(1);delay1(500);
cR_Byte |= SDA_Input();
}
SCL_Output(0);delay1(500);
SDA_Output_Mode();
return cR_Byte;
}
//I2C总线初始化
void i2c_init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA_Pin | SCL_Pin;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // **
GPIO_Init(I2C_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
//lis302dl加速度传感器 读
void i2c_read(unsigned char* pucBuf,unsigned char ucAddr,
unsigned char ucNum)
{
I2CStart();
I2CSendByte(0x38);
I2CWaitAck();
I2CSendByte(ucAddr);
I2CWaitAck();
I2CStart();
I2CSendByte(0x39);
I2CWaitAck();
while(ucNum--)
{
*pucBuf++ = I2CReceiveByte();
if(ucNum)
I2CSendAck();
else
I2CSendNotAck();
}
I2CStop();
}
//lis302dl加速度传感器 写
void i2c_write(unsigned char* pucBuf,unsigned char ucAddr,
unsigned char ucNum)
{
I2CStart();
I2CSendByte(0x38);
I2CWaitAck();
I2CSendByte(ucAddr);
I2CWaitAck();
while(ucNum--)
{
I2CSendByte(*pucBuf++);
I2CWaitAck();
}
I2CStop();
delay1(500);
}
简要分析：❤️ ❤️
- 每个I2C从设备都有唯一的器件地址，可直接修改器件地址为0x38，其它无需修改；
- 通过i2c_read()函数读取lis302加速度数据时，先发送0x38，选中传感器，然后发送寄存器的地址，最后发送读取命令0x39进行读取数据；
- 编写i2c_write()，发送0x38和寄存器地址，即可写入数据，暂不需要写入数据；
三、实现功能过程的注意与学习点
1、注意点
- 需要正确连线，断开没有使用到功能的引脚，防止冲突；
- 复制AT24C02的IIC驱动时，需要修改头文件的条件编译，并且修改当前器件的地址；
- 先往0x20控制寄存器写入0x47数据，设置为正常模式；
2、学习的知识点
- ①根据寄存器的地址获取到需要的三轴传感器数据；
- ②加深对I2C在单片机开发应用的认识；
- ③学会移植I2C驱动到其它芯片或传感器上，只需要修改器件地址和头文件即可；
- ④实现LIS302DL三轴加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴实时数据的获取；
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