Сентябрь 2024
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
« Июл
	1
2	3	4	5	6	7	8
9	10	11	12	13	14	15
16	17	18	19	20	21	22
23	24	25	26	27	28	29
30

STM Урок 47. Подключаем гироскоп LSM6DS3. Часть 1

Posted on Январь 6, 2017 by

Narod Stream Опубликовано в Программирование STM32 — Нет комментариев ↓

Урок 47

Часть 1

Подключаем гироскоп LSM6DS3

Сегодня мы продолжим работать ещё с одним датчиком, который в себе объединяет сразу два функционала – акселерометр и гироскоп – LSM6DS3. Выполнен он также с использованием технологии MEMS. Установлен на плате расширения STEVAL-MKI160V1, которая в свою очередь вставляется в плату расширения X-NUCLEO-IKS01A1, предназначенной для работы с отладочной платой Nucleo. Мы будем подключать данную оценочную плату к плате Nucleo STM32F401RE.

Данный акселерометр-гироскоп также наряду с интерфейсом I2C может подключиться и с использованием интерфейса SPI. Но мы будем использовать подключение именно по I2C, так как именно такое подключение имеет место в оценочной плате X-NUCLEO-IKS01A.

Также использовать в рамках данного занятия мы данный датчик будем только как гироскоп, так как в качестве акселерометра мы его уже подключали.

Данный гироскоп в данном датчике в сравнении с предыдущим рассмотренным имеет следующие технические характеристики:

Диапазон показаний ±125/±245/±500/±2000 dps (появился ещё один наименьший предел);

Чувствительность 4.375 – 70 mdps/LSb (соответственно по меньшему пределу стала лучше);

Отклонение от нуля ±10 dps при установке диапазона 2000 dps (что втрое лучше, чем у рассмотренного ранее датчика).

Частота измерений 14,9 – 952 Гц.

С некоторыми остальными показателями, регистрами, значениями и другими тонкостями гироскопа мы познакомимся в ходе его программирования.

Проект мы создадим из готового проекта, в котором мы работали с акселерометром данного датчика – из проекта Accel_LSM6DS3, только назовём мы данный проект теперь соответственно Gyro_LSM6DS3.

Запустим проект Cube MX. Изменим мы здесь только скорость USART.

Сгенерируем проект, откроем его. Настроим программатор на авторезет. Добавим файл lsm6ds3.c. Скомпилируем проект.

В бесконечном цикле пока закомментируем код вызова функции считывания данных и отправки их в USART

/* USER CODE BEGIN 3 */

//Accel_ReadAcc();

}

Для универсальности проекта, так как, возможно, позже мы объединим работу с акселерометром и гироскопом в один проект, переименуем функцию Accel_Ini в файле lsm6ds0.c на Accel_Gyro_Ini. То же самое проделаем с прототипом и с вызовом данной функции в main().

Закомментируем в функции Accel_Gyro_Ini вот эту строку

LD2_OFF;

// AccInit(ctrl);

LD2_ON;

Добавим функцию инициализации гироскопа по подобию функции инициализации акселерометра

//———————————————

void GyroInit(uint16_t InitStruct)

{

uint8_t value = 0;

}

//———————————————

Вызовем её в функции общей инициализации

// AccInit(ctrl);

GyroInit(ctrl);

LD2_ON;

В файле lsm6ds0.h заранее добавим несколько макросов, необходимых для работы с гироскопом. Код данного файла после всех изменений примет следующий вид:

#ifndef LSM6DS3_H_

#define LSM6DS3_H_

#include «stm32f4xx_hal.h»

#include <string.h>

//————————————————

#define ABS(x) (x < 0) ? (-x) : x

//————————————————

#define LD2_Pin GPIO_PIN_5

#define LD2_GPIO_Port GPIOA

#define LD2_ON HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET) //GREEN

#define LD2_OFF HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET)

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL1_XL 0X10

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL2_G 0X11

#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_CTRL10_C 0X19

//————————————————

#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_ODR_G_POWER_DOWN 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_13Hz 0x10

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_26Hz 0x20

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_52Hz 0x30

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_104Hz 0x40

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_208Hz 0x50

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_416Hz 0x60

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_833Hz 0x70

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_1660Hz 0x80

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_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_FS_G_245dps 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_G_500dps 0x04

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_G_1000dps 0x08

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_G_2000dps 0x0C

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_G_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_XEN_G_DISABLED 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_XEN_G_ENABLED 0x08

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_YEN_G_DISABLED 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_YEN_G_ENABLED 0x10

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ZEN_G_DISABLED 0x00

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ZEN_G_ENABLED 0x20

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_XEN_G_MASK 0x08

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_YEN_G_MASK 0x10

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_ZEN_G_MASK 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

//————————————————

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTX_L_G 0X22

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTX_H_G 0X23

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTY_L_G 0X24

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTY_H_G 0X25

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTZ_L_G 0X26

#define LSM6DS3_ACC_GYRO_OUTZ_H_G 0X27

//————————————————

void Accel_Gyro_Ini(void);

void AccelGyro_Read(void);

//————————————————

#endif /* LSM6DS3_H_ */

Скопировав из другой функции, добавим в функцию GyroInit следующий код (так как здесь ничего не меняется):

uint8_t value = 0;

//автоувеличение адреса регистра

value = Accel_IO_Read(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL3_C);

value&=~LSM6DS3_ACC_GYRO_IF_INC_MASK;

value|=LSM6DS3_ACC_GYRO_IF_INC_ENABLED;

Accel_IO_Write(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL3_C,value);

//установим бит BDU

value = Accel_IO_Read(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL3_C);

value &= ~LSM6DS3_ACC_GYRO_BDU_MASK;

value|=LSM6DS3_ACC_GYRO_BDU_BLOCK_UPDATE;

Accel_IO_Write(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL3_C,value);

//выбор режима FIFO

value = Accel_IO_Read(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_CTRL5);

value&=~LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_MASK;

value|=LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_MODE_BYPASS;

Accel_IO_Write(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_CTRL5,value);

Так как в коде ничего не изменилось, объяснение не требуется.

Теперь добавим следующий код сюда же:

Accel_IO_Write(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_FIFO_CTRL5,value);

//пока выключим датчик (ODR_XL = 0000)

value = Accel_IO_Read(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL2_G);

value&=~LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_MASK;

value|=LSM6DS3_ACC_GYRO_ODR_G_POWER_DOWN;

Accel_IO_Write(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL2_G,value);

В данном коде мы работаем с регистром CTRL2_G (адрес 0X11), который предназначен только для работы только с гироскопом, с его битами, отвечающим за частоту снятия данных именно с гироскопа

Пока мы здесь отключаем датчик (все биты выставляем в 0).

Дальше добавим следующий код

Accel_IO_Write(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL2_G,value);

//Full scale selection 500 dps

value = Accel_IO_Read(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL2_G);

value&=~LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_G_MASK;

value|=LSM6DS3_ACC_GYRO_FS_G_500dps;

Accel_IO_Write(0xD4,LSM6DS3_ACC_GYRO_CTRL2_G,value);

Дальше мы работаем с тем же регистром, только с другими битами, отвечающими за максимально измеряемую датчиком угловую скорость относительно оси. Думаю, нам достаточно 500 градусов в секунду, быстрее мы не разгонимся.