STM32C5开发ISM330DHCX(8)--6D方向检测

STM32C5开发ISM330DHCX .8--6D方向检测概述视频教学样品申请源码下载硬件准备参考程序串口配置IIC配置CS和SA0设置INT设置生成项目导入STM32CubeIDE设置工程编码串口 printf 重定向参考程序CMake设置驱动接口与中断回调配置传感器接口初始化与设备检查加速度计配置配置中断引脚的输出方式使能基本中断并开启锁存关闭 4D 模式保留 Z 轴检测设置 6D 方向判定阈值设置中断路由主循环演示.8–6D方向检测)概述该模块 内置 6D 方向检测功能通过加速度计感知重力在各轴上的分量识别设备在 X、Y、Z 三个轴正负方向上的六种姿态。当满足方向判定条件并产生位置变化事件时可通过中断引脚通知 MCU适用于屏幕方向切换、设备摆放识别等场景。需要样片的可以加qun申请925643491 / 615061293 。视频教学样品申请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STM32C542CCT6陀螺仪为ISM330DHCX磁力计为LIS2MDL。参考程序https://github.com/CoreMaker-lab/STM32C542_ISM330DHCX_LIS2MDLhttps://gitee.com/CoreMaker/STM32C542_ISM330DHCX_LIS2MDL串口配置查看原理图PA9和PA10设置为开发板的串口。选择 Connectivity → USART1设置为 Async 异步模式波特率 115200、8 位数据、无校验、1 位停止位启用收发模式。串口的TX、RX 分别选择 PA9、PA10均设置为复用模式Alternate、无上下拉、推挽输出速度选择 Low。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 Pinout 页面将 PA1、PB2 设置为 GPIO → Configured分别用于 SA0I²C 地址选择和 CS通信接口选择。进入 System → GPIO将 PA1、PB2 设置为推挽输出、无上下拉、低速由程序控制输出电平。板载 LIS2MDL 的 CS 引脚连接 PA6。在 Pinout 页面将 PA6 设置为 GPIO → Configured。进入 System → GPIO将 PA6 命名为 CS2设置为推挽输出、无上下拉、低速由程序控制输出电平。INT设置IMU 的 INT1Pin4连接 STM32C542 的 PB0用于接收陀螺仪数据就绪中断。将 PB0 配置为输入、无上下拉开启 EXTI0选择下降沿触发Falling edge使能中断及 IRQ Handler 生成。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选择 File → Import导入 STM32CubeMX2 生成的 CMake 工程。展开 Import STM32 Project选择 STM32 CMake Project点击 Next进入工程路径选择页面。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 中选中工程点击 Project → Properties。选择 Resource将 Text file encoding 设置为 Other → GBK点击 Apply and Close 保存。串口 printf 重定向在 main.c 中添加以下头文件并在 main() 前实现 _write()将 printf() 输出重定向到 USART1用于打印 MEMS 数据和调试信息。#includemx_usart1.h#includestdio.h#includestring.hint_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/CoreMaker-lab/STM32C542_ISM330DHCX_LIS2MDL添加对应驱动程序。CMake设置在 CMakeLists.txt 中将 .c 加入编译并添加 -u _printf_float启用 printf() 浮点输出支持。target_sources(${CMAKE_PROJECT_NAME}PRIVATE ism330dhcx_reg.c)target_link_options(${CMAKE_PROJECT_NAME}PUBLIC-u _printf_float)驱动接口与中断回调配置在 main.c 中引入 .h并定义启动等待时间 BOOT_TIME 为 10 ms、读取ID。变量 whoamI 用于保存读取到的设备 IDdev_ctx 用于绑定底层通信接口thread_wake 用于标记中断事件。声明 platform_write()、platform_read() 和 platform_delay()分别实现寄存器写入、读取及延时。同时通过 _write() 将 printf() 重定向至 USART1方便输出检测结果。在外部中断回调 HAL_EXTI_TriggerCallback() 中判断中断是否来自 GPIO EXTI0若匹配则将 thread_wake 置为 1。主循环随后读取传感器状态判断是否发生事件。回调中仅设置标志位寄存器读取和串口输出均在主循环中完成。#includeism330dhcx_reg.h#defineBOOT_TIME10U#defineBOARD_EXPECTED_IDISM330DHCX_IDstaticstmdev_ctx_tdev_ctx;staticvolatileuint8_tthread_wake0;staticint32_tplatform_write(void*handle,uint8_treg,constuint8_t*bufp,uint16_tlen);staticint32_tplatform_read(void*handle,uint8_treg,uint8_t*bufp,uint16_tlen);staticvoidplatform_delay(uint32_tms);/** * brief EXTI trigger callback */voidHAL_EXTI_TriggerCallback(hal_exti_handle_t*hexti,hal_exti_trigger_ttrigger){(void)trigger;if(HAL_EXTI_GetInstance(hexti)HAL_EXTI_GPIO_0){thread_wake1;}}传感器接口初始化与设备检查系统初始化完成后设置 CS1、CS2 为高电平SA0 为低电平并将寄存器读写函数、延时函数及 I²C1 句柄绑定到 dev_ctx建立传感器通信接口。等待 10 ms 后读取并通过串口打印设备 ID。当 ID 不匹配 时程序停止运行检查通过后执行软件复位并再次等待 10 ms随后使能 BDU块数据更新为后续检测配置做好准备。printf(HELLO\r\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);uint8_twhoamI0;ism330dhcx_pin_int1_route_tpin_int{0};uint8_trst0;/* Initialize driver interface. */dev_ctx.write_regplatform_write;dev_ctx.read_regplatform_read;dev_ctx.mdelayplatform_delay;dev_ctx.handlemx_i2c1_i2c_gethandle();platform_delay(BOOT_TIME);/* Check device ID. */ism330dhcx_device_id_get(dev_ctx,whoamI);printf(ISM330DHCX_ID0x%x,id0x%x\r\n,(unsignedint)BOARD_EXPECTED_ID,(unsignedint)whoamI);if(whoamI!BOARD_EXPECTED_ID)while(1);/* Reset device. */ism330dhcx_reset_set(dev_ctx,1);do{ism330dhcx_reset_get(dev_ctx,rst);}while(rst!0);platform_delay(BOOT_TIME);/* Enable Block Data Update. */ism330dhcx_block_data_update_set(dev_ctx,PROPERTY_ENABLE);加速度计配置将低量程加速度计设置为高性能模式输出数据率ODR为 416 Hz量程为 ±2 g为检测提供加速度数据。/* Avoid events during accelerometer filter settling. */ism330dhcx_xl_fast_settling_set(dev_ctx,PROPERTY_ENABLE);/* Accelerometer: 416 Hz, /-2 g. */ism330dhcx_xl_data_rate_set(dev_ctx,ISM330DHCX_XL_ODR_416Hz);ism330dhcx_xl_power_mode_set(dev_ctx,ISM330DHCX_HIGH_PERFORMANCE_MD);ism330dhcx_xl_full_scale_set(dev_ctx,ISM330DHCX_2g);配置中断引脚的输出方式根据数据手册CTRL3_C 寄存器中的 PP_OD 和 H_LACTIVE 用于设置中断引脚的输出类型和有效电平。代码先读取寄存器修改这两个位后再写回保留其他配置。配置完成后INT1 在中断有效时拉低未触发时通过上拉保持高电平。因此MCU 对应引脚需要配置上拉并采用下降沿触发 EXTI。/* INT1: open-drain active low. */ism330dhcx_pin_mode_set(dev_ctx,ISM330DHCX_OPEN_DRAIN);ism330dhcx_pin_polarity_set(dev_ctx,ISM330DHCX_ACTIVE_LOW);使能基本中断并开启锁存LIR 1 表示中断请求采用锁存方式。发生方向变化事件后中断请求被保留等待 MCU 读取处理。本例在主循环中读取 D6D_SRC 寄存器获取方向状态并确认对应的锁存事件。清除软件变量 thread_wake 不会清除传感器内部的中断锁存。/* Latch all interrupts. */ism330dhcx_int_notification_set(dev_ctx,ISM330DHCX_ALL_INT_LATCHED);关闭 4D 模式保留 Z 轴检测本例将该位置为 0使 X、Y、Z 三个轴的正负方向均可参与识别形成六种方向状态。这一步是关闭 4D 的方向限制完整启用 6D 中断还需要基本中断使能和 INT1 路由。/* Disable 4D mode so all six directions remain available. */ism330dhcx_4d_mode_set(dev_ctx,PROPERTY_DISABLE);设置 6D 方向判定阈值配置 TAP_THS_6D寄存器中的 SIXD_THS。芯片利用加速度计感知的重力分量进行方向判定并将结果反映在方向状态位中。该阈值用于划分方向识别区域不是相对于上一次姿态的旋转角度也不是角度测量结果。/* 6D orientation recognition threshold: 60 degrees. */ism330dhcx_6d_threshold_set(dev_ctx,ISM330DHCX_DEG_60);设置中断路由/* Route 6D event to INT1. */pin_int.md1_cfg.int1_6dPROPERTY_ENABLE;ism330dhcx_pin_int1_route_set(dev_ctx,pin_int);thread_wake1;printf(6D orientation detection start...\r\n);主循环主循环持续检查中断标志 thread_wake。当标志为 1 时先将其清零再读取 D6D_SRC寄存器获取方向检测结果并确认对应的锁存中断事件。输出表示满足设定阈值的方向状态不是角度数值。 方向以传感器坐标轴为准与开发板正反面及左右侧的对应关系需要根据芯片安装方向确定。while(1){if(thread_wake){ism330dhcx_d6d_src_tstatus{0};thread_wake0;/* Read 6D status and acknowledge the latched event. */if(ism330dhcx_read_reg(dev_ctx,ISM330DHCX_D6D_SRC,(uint8_t*)status,1)!0){thread_wake1;platform_delay(100);continue;}if(status.d6d_ia){printf(6D detected: );if(status.xh)printf(X );if(status.xl)printf(X- );if(status.yh)printf(Y );if(status.yl)printf(Y- );if(status.zh)printf(Z );if(status.zl)printf(Z- );printf(\r\n);}}}演示当传感器触移动方向时会产生相应事件。