Урок 39

Часть 2

 

    Акселерометр LSM6DS3

 

Продолжаем работать с подключением датчика.

В прошлой части занятия мы подключили плату с датчиком к отладочной плате с контроллером, а также подключили переходник USART для мониторинга показаний датчика, также создали проект, инициализировали USART и написали код для проверки данного интерфейса, но пока его не проверили.

Поэтому теперь мы соберём проект, прошьём контроллер, перед этим не забыв нажать кнопку Connect в терминальной программе. Должно после прошивки получиться вот так

 

 

Если оно так, то мы на правильном пути и можно двигаться дальше.

Теперь продолжаем работать непосредственно с шиной I2C. Это мы тоже умеем. Чтобы воспользоваться данной шиной, из проекта, например по работе с часовой микросхемой MyClock1307LED, скопируем и подключим в наш проект файлы twi.h и twi.c. Также подключим данную библиотеку в файле main.h

 

#include «usart.h»

#include «twi.h»

 

Работа с шиной I2C на контроллере Atmega328 вообще ничем не отличается от работы с данной шиной на контроллере Atmega8, поэтому проект у нас должен будет нормально собраться.

Вызовем инициализацию I2C в main()

 

I2C_Init();//инициализируем TWI

USART_Init (16); //115200

 

Также есть ещё одна тонкость. Мы ещё с двух ножек I2C должны подключить подтягивающие резисторы на шину питания, но я этого делать не стал и подключил их программно. Вы можете поступить по другому и припаять их физически. Также в ваших модулях с датчиком они могут уже быть. Вообщем, напишем функцию инициализации порта и вызовем её в main(). Заодно включим на выход ножку, к которой подключен красный светодиод, чтобы с помощью него следить за ошибками

 

//—————————————————

void port_ini(void)

{

  DDRC&=~0b00110000;

  PORTC|=0b00110000;

  DDRB|=(1<<PORTB5);

}

//—————————————————

int main(void)

{

  port_ini();

 

 

Также для нашей шины I2C мы должны рассчитать скорость. Её мы оставим 100 кГц, но кварцевый резонатор у нас 16 МГц, и воспользовавшись таблицей расчета TWBR, мы вычислим его значения и внесем изменения в функции в файле twi.c

 

void I2C_Init (void)

{

  TWBR=0x48;//скорость передачи (при 16 мгц получается 100 кгц)

}

 

Создадим и подключим ещё файлы будущей библиотеки для работы с датчиком lsm6ds3.h и lsm6ds3.c, а также подключим lsm6ds3.h в main.h

 

#include «twi.h»

#include «lsm6ds3.h»

 

Также подключим его и в файле lsm6ds3.c

#include «lsm6ds3.h»

//———————————————

 

Подключим в файле lsm6ds3.h все наши интерфейсы, макросы для ножки светодиода, а также из одноименного файла из проекта для контроллера stm скопируем макросы для регистров акселерометра

 

#ifndef LSM6DS3_H_

#define LSM6DS3_H_

//—————————————-

#include «main.h»

#include «usart.h»

#include «twi.h»

//—————————————-

#define LD_ON PORTB|=(1<<PORTB5)

#define LD_OFF PORTB&=~(1<<PORTB5)

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL1_XL 0X10

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL3_C 0X12

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_CTRL5 0X0A

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL9_XL 0X18

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_IF_INC_DISABLED 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_IF_INC_ENABLED 0x04

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_IF_INC_MASK 0x04

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_BDU_CONTINUOS 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_BDU_BLOCK_UPDATE 0x40

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_BDU_MASK 0x40

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_BYPASS 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_FIFO 0x01

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_STREAM 0x02

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_STF 0x03

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_BTS 0x04

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_DYN_STREAM 0x05

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_DYN_STREAM_2 0x06

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_BTF 0x07

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_MASK 0x07

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_POWER_DOWN 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_13Hz 0x10

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_26Hz 0x20

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_52Hz 0x30

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_104Hz 0x40

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_208Hz 0x50

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_416Hz 0x60

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_833Hz 0x70

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_1660Hz 0x80

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_3330Hz 0x90

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_6660Hz 0xA0

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_13330Hz 0xB0

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_XL_MASK 0xF0

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_XL_2g 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_XL_16g 0x04

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_XL_4g 0x08

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_XL_8g 0x0C

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_XL_MASK 0x0C

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_XEN_XL_MASK 0x08

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_YEN_XL_MASK 0x10

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ZEN_XL_MASK 0x20

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_XEN_XL_ENABLED 0x08

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_YEN_XL_ENABLED 0x10

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ZEN_XL_ENABLED 0x20

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTX_L_XL 0X28

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTX_H_XL 0X29

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTY_L_XL 0X2A

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTY_H_XL 0X2B

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTZ_L_XL 0X2C

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTZ_H_XL 0X2D

//————————————————

#endif /* LSM6DS3_H_ */

 

В файле lsm6ds3.c начнем писать функцию инициализации датчика

 

#include «lsm6ds3.h»

//———————————————

void Accel_Ini(void)

{

}

 

Первым делом добавим задержку для того, чтобы перед инициализацией датчик успел нормально включиться и прошел самотестирование

 

void Accel_Ini(void)

{

  _delay_ms(500);

 

Также все мы помним, чтобы инициализировать любой датчик и убедиться, что мы работаем именно с таким датчиком, нам необходимо считать его идентификатор

 

Создадим функцию для чтения идентификатора, расположим её выше функции инициализации, чтобы легче было вызывать без прототипов

 

//———————————————

unsigned char Accel_ReadID(void)

{

}

//———————————————

void Accel_Ini(void)

 

 

Теперь нам нужно будет написать функцию чтения данных вообще по шине I2C неопределённой длины из датчика. Также создадим пока каркас данной функции

 

//———————————————

void I2Cx_ReadData(unsigned char Addr, unsigned char Reg, unsigned char sz, unsigned char* value)

{

}

//———————————————

unsigned char Accel_ReadID(void)

 

Во входных аргументах данной функции у нас будет адрес устройства, адрес регистра, количество байтов, которые мы будем считывать и указатель на участок памяти, в которые будут укладываться эти байты. Для этого создадим глобальную переменную в данном файле

 

#include «lsm6ds3.h»

//———————————————

unsigned char read_buf[10]={0};

 

Прекрасно зная, как именно читать байты из шины I2C и помня о том. что последний считанный байт мы не подтверждаем, а генерируем в этот момент высокое состояние шины, напишем тела функции приёма байтов из шины

 

void I2Cx_ReadData(unsigned char Addr, unsigned char Reg, unsigned char sz, unsigned char* value)

{

  unsigned char i=sz,n=0;

  I2C_StartCondition(); //отправим условие START

  I2C_SendByte(Addr);//передаем адрес устройства и бит записи (0)

  I2C_SendByte(Reg);//передаем адрес регистра

  I2C_StartCondition(); //отправим условие START

  I2C_SendByte(Addr|0x01);//передаем адрес устройства и бит чтения (1)

  while(1)

  {

    if(i==1) break;

    value[n]=I2C_ReadByte();

    i—; n++;

  }

  value[sz-1] = I2C_ReadLastByte(); //прочитаем последний байт

  I2C_StopCondition(); //отправим условие STOP

}

 

Уточним адрес устройства, а также регистр и идентификатор в технической документации на датчик

 

 

Воспользовавшись функцией чтения данных из шины, напишем тело функции для считывания идентификатора

 

unsigned char Accel_ReadID(void)

{

  unsigned char ctrl=0;

  I2Cx_ReadData(0xD4,0x0F,1,read_buf);

  return ctrl;

}

 

Напишем в самом верху файла функцию срабатывания красного светодиода на ошибку

 

unsigned char read_buf[10]={0};

//———————————————

void Error(void)

{

  LD_ON;

}

 

Теперь вызовем функцию чтения идентификатора в функции инициализации датчика

 

void Accel_Ini(void)

{

  _delay_ms(500);

  Accel_ReadID();

  if(read_buf[0]!=0x69) Error();

}

 

Добавим в заголовочный файл прототип функции инициализации

 

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTZ_H_XL 0X2D

//—————————————-

void Accel_Ini(void);

//—————————————-

 

Вызовем функцию инициализации датчика в main() и удалим код отправки тестовой строки в USART

 

USART_Init (16); //115200

Accel_Ini();

while (1)

 

Соберём код, прошьём контроллер, и, если у нас светодиод не загорится, значит мы считали правильный идентификатор и мы работаем и общаемся по шине I2C именно с тем датчиком.

Это очень хорошо. Дальнейшую инициализацию мы продолжим в следующей части нашего урока.

 

 

Предыдущая часть Программирование МК AVR Следующая часть

 

Техническая документация:

Документация на датчик

Документация на оценочную плату

 

 

Приобрести плату Atmega 328p Pro Mini можно здесь.

Приобрести программатор USBASP USBISP с адаптером можно здесь USBASP USBISP 3.3 с адаптером

 

 

Смотреть ВИДЕОУРОК в RuTube (нажмите на картинку)

 

Смотреть ВИДЕОУРОК в YouTube (нажмите на картинку)