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第三十四章三轴加速度传感器实验 自从有了Iphone，各种新技术的普及程度越来越快，人们喜欢的不再是摔不坏的诺基亚，而是用户体验极佳的Iphone。 本章，我们介绍一种当今智能手机普遍具有的传感器：加速度传感器。在手机上，这个功能可以用来：自动切换横竖屏、玩游戏和切歌等。ALIENTEK战舰STM32开发板自带了加速度传感器：ADXL345。本章我们将使用STM32来驱动ADXL345，读取3个方向的重力加速度值，并转换为角度，显示在TFTLCD模块上。本章分为如下几个部分： 34.1 ADXL345简介 34.2 硬件设计 34.3 软件设计 34.4 下载验证 34.1 ADXL345简介 ADXL345是ADI公司的一款3轴、数字输出的加速度传感器。ADXL345是ADI公司推出的基于iMEMS技术的3轴、数字输出加速度传感器。该加速度传感器的特点有： l 分辨率高。最高13位分辨率。 l 量程可变。具有+/-2g，+/-4g，+/-8g，+/-16g可变的测量范围。 l 灵敏度高。最高达3.9mg/LSB，能测量不到1.0°的倾斜角度变化。 l 功耗低。40~145uA的超低功耗，待机模式只有0.1uA。 l 尺寸小。整个IC尺寸只有3mm*5mm*1mm，LGA封装。 ADXL支持标准的I2C或SPI数字接口，自带32级FIFO存储，并且内部有多种运动状态检测和灵活的中断方式等特性。ADXL345传感器的检测轴如图34.1.1所示：  图34.1.1 ADXL345的三个检测轴当ADXL345沿检测轴正向加速时，它对正加速度进行检测。在检测重力时用户需要注意，当检测轴的方向与重力的方向相反时检测到的是正加速度。图33.1.2所示为输出对重力的响应。  图34.1.2 ADXL345输出对重力的响应 图34.1.2列出了ADXL345在不同摆放方式时的输出，以便后续分析。接下来我们看看ADXL345的引脚图，如图34.1.3所示：  图34.1.3 ADXL345引脚图 ADXL345支持SPI和IIC两种通信方式，为了节省IO口，战舰STM32开发板采用的是IIC方式连接，官方推荐的IIC连接电路如图34.1.4所示：  图34.1.4 ADXL345 IIC模式连接电路 从上图可看出，ADXL345的连接十分简单，外围需要的器件也极少（就2个电容），如上连接（SDO/ALT ADDRESS接地），则ADXL345的地址为0X53（不含最低位），如果SDO/ALT ADDRESS接高，那么ADXL345的地址将变为0X1D（不含最低位）。IIC通信的时序我们在之前已经介绍过（第二十七章，IIC实验），这里就不再细说了。 最后，我们介绍一下ADXL345的初始化步骤。ADXL345的初始化步骤如下： 1）上电 2）等待1.1ms 3）初始化命令序列 4）结束 其中上电这个动作发生在开发板第一次上电的时候，在上电之后，等待1.1ms左右，就可以开始发送初始化序列了，初始化序列一结束，ADXL345就开始正常工作了。这里的初始化序列，最简单的只需要配置3个寄存器，如表34.1.1所示：
表34.1.1 ADXL345最简单的初始化命令序列 发送以上序列给ADXL345以后，ADXL345即开始正常工作。 ADXL345我们就介绍到这里，详细的介绍，请参考ADXL345的数据手册。 34.2硬件设计 本实验采用STM32的3个普通IO连接ADXL345，本章实验功能简介：主函数不停的查询ADXL345的转换结果，得到x、y和z三个方向的加速度值（读数值），然后将其转换为与自然系坐标的角度，并将结果在LCD模块上显示出来。DS0来指示程序正在运行，通过按下WK_UP按键，可以进行ADXL345的自动校准（DS1用于提示正在校准）。 所要用到的硬件资源如下： 1） 指示灯DS0、DS1 2） WK_UP按键 3）TFTLCD模块 4） ADXL345 前3个，在之前的实例已经介绍过了，这里我们仅介绍ADXL345与战舰STM32开发板的连接。该接口与MCU的连接原理图如34.2.1所示：  图34.2.1 ADXL345与STM32的连接电路图从上图可以看出，ADXL345通过三根线与STM32开发板连接，其中IIC总线时和24C02以及RDA5820共用，接在PB10和PB11上面。ADXL345的两个中断输出，这里我们只用了一个，连接在STM32的PF11脚，另外这里的地址线是接3.3V，所以ADXL345的地址是0X1D，转换为0X3A写入，0X3B读取。 <div style="layout-grid: 15.6pt none">34.3软件设计 打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建一个ADXL345的文件夹。然后新建一个adxl345.c和adxl345.h的文件保存在JOYPAD文件夹下，并将这个文件夹加入头文件包含路径。 打开adxl345.c文件，输入如下代码： #include "adxl345.h" #include "sys.h" #include "delay.h" #include "math.h" //初始化ADXL345. //返回值:0,初始化成功;1,初始化失败. u8 ADXL345_Init(void) { IIC_Init(); //初始化IIC总线 if(ADXL345_RD_Reg(DEVICE_ID)==0XE5) //读取器件ID { ADXL345_WR_Reg(DATA_FORMAT,0X2B); //低电平中断输出,13位全分辨率,输出数据右对齐,16g量程 ADXL345_WR_Reg(BW_RATE,0x0A); //数据输出速度为100Hz ADXL345_WR_Reg(POWER_CTL,0x28); //链接使能,测量模式 ADXL345_WR_Reg(INT_ENABLE,0x00); //不使用中断 ADXL345_WR_Reg(OFSX,0x00); ADXL345_WR_Reg(OFSY,0x00); ADXL345_WR_Reg(OFSZ,0x00); return 0; } return 1; } //写ADXL345寄存器 //addr:寄存器地址 //val:要写入的值 //返回值:无 void ADXL345_WR_Reg(u8 addr,u8 val) { IIC_Start(); IIC_Send_Byte(ADXL_WRITE); //发送写器件指令 IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(addr); //发送寄存器地址 IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(val); //发送值 IIC_Wait_Ack(); IIC_Stop(); //产生一个停止条件 } //读ADXL345寄存器 //addr:寄存器地址 //返回值:读到的值 u8 ADXL345_RD_Reg(u8 addr) { u8 temp=0; IIC_Start(); IIC_Send_Byte(ADXL_WRITE); //发送写器件指令 temp=IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(addr); //发送寄存器地址 temp=IIC_Wait_Ack(); IIC_Start(); //重新启动 IIC_Send_Byte(ADXL_READ); //发送读器件指令 temp=IIC_Wait_Ack(); temp=IIC_Read_Byte(0); //读取一个字节,不继续再读,发送NAK IIC_Stop(); //产生一个停止条件 return temp; //返回读到的值 } //读取ADXL的平均值 //x,y,z:读取10次后取平均值 void ADXL345_RD_Avval(short *x,short *y,short *z) { short tx=0,ty=0,tz=0; u8 i; for(i=0;i |
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牛逼，特别！！！