最近买了个数字罗盘模块，调通后发现很不错，非常灵敏，测试的时候精度在1°以内。连续测量模式下，最快测量、输出速率可达75hz，模块每次测量完毕并将数据更新至寄存器后，其DRDY引脚便产生一个低电平脉冲（可以配置一个外部中断捕获DRDY引脚的下降沿，并在中断服务程序中读取数据），在STM32中可以设置一个下降沿触发的外部中断，并在中断服务程序中调用角度数据读取函数。以下为操作该模块的主要步骤。

一、IIC协议相关操作（单片机作为主机控制时钟线）

宏定义:

1. //这里用到了STM32的位带区操作，方便实现对一个位的操作
   
2. //PB13配置为OD输出，同时外部给上拉电阻，这样既可输出信号给从机，也能
   
3. //在PB13为漏极开路状态时接收从机的信号（STM32的IO配置为输出模式时，
   + F' W# ?* p! E5 V& R3 u
4. //IO口的电平也会不断地被捕获到输入寄存器中）
   ; A3 C5 X# T' u/ G' r
5. //PB14配置为推挽输出，PB15配置为浮空输入
   $ v1 _, J- v! ^9 X8 D" \! A
6. #define R_SDA    IPB13          // PB13输入寄存器
   % v1 T0 U* \9 K; {' I
7. #define W_SDA    OPB13          // PB13输出寄存器
   ! q7 k# _! O4 O+ S0 o- j7 i: V
8. #define W_SCL    OPB14          // PB14输出寄存器
   
9. #define R_DRDY   IPB15          // PB15输入寄存器

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1. #define Xmsb 0     //X轴数字量的高8位
   
2. #define Xlsb 1       //X轴数字量的低8位
   
3. #define Zmsb 2     //Z轴数字量的高8位
   * e9 U* n7 D4 q, z
4. #define Zlsb 3       //Z轴数字量的低8位
   : g0 c( |& p8 [  q: b
5. #define Ymsb 4     //Y轴数字量的高8位
   
6. #define Ylsb 5       //Y轴数字量的低8位

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附位带宏定义：

1. #define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C
   7 |" g/ m' J: o( L! v
2. #define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08   
   
3. 
   # S3 V. R9 U0 `% W5 |- k
4. #define BITBAND_Addr(Addr,num)  ((volatile unsigned long *)(0x42000000+32*(Addr-0x40000000)+4*num))
   4 @) l3 K# V2 G$ U% D
5. 
   
6. #define IPB13    *BITBAND_Addr(GPIOB_IDR_Addr,13)
   
7. #define OPB13   *BITBAND_Addr(GPIOB_ODR_Addr,13)
   4 x, j0 R5 K: x4 H
8. #define OPB14   *BITBAND_Addr(GPIOB_ODR_Addr,14)
   
9. #define IPB15    *BITBAND_Addr(GPIOB_IDR_Addr,15)

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启动IIC传输：

1. void _iic_Start()
   1 K6 C& x/ b3 |+ Q, e' u
2. {
   # U2 ]. v3 ]& \
3.      W_SCL=1;   
   2 O$ Q6 Y( x6 s1 ?2 }( x
4.      W_SDA=1;
   / @+ }9 h  Y3 Y3 o8 _
5.      _delay();
   
6.      W_SDA=0;     //SCL高时，拉低SDA，表示开始IIC传输，占用总线
   6 ]+ b' K$ \) v! J- v
7.      _delay();
   7 [* e# e; p% c% q5 M" [
8.      W_SCL=0;     //控制SCL
   
9.      _delay();
   
10. }

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. S( P3 _0 x3 ~. Z  l

停止IIC传输：

1. void _iic_Stop()
   
2. {
   
3.      W_SCL=1;     //释放SCL（由于没有其他主器件，SCL无需开漏）
   
4.      W_SDA=0;     
   & ]5 n1 F3 {: }) c& _  `9 Z' r4 U
5.      _delay();
   
6.      W_SDA=1;   //SCL为高时，拉高SDA表示结束ICC传输，释放总线
   . Z" }, l; C1 o# l
7. }

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, y$ c3 E% E  r9 r

发送一个字节：

1. uint8_t _iic_SendByte(uint8_t dat)         
   
2. {
   
3.         uint8_t i;
   
4.      for(i=0;i<8;i++)
   
5.     {
   7 k0 _1 o# u1 X/ i
6.         _delay();
   
7.         W_SDA=dat>>7;     //SCL拉高之前写SDA
   / y  @# S" n* f
8.         dat=dat<<1;
   ! D2 n- x- |# l: E2 N! N& D
9.         _delay();
   
10.         W_SCL=1;         //拉高SCL，从器件开始读取SDA
    
11.         _delay();
    - @3 F6 Q. f* S- P- s5 y% w
12.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    
13.     }
    ) ]8 w5 @" Y+ h) d5 L
14.        W_SDA=1;             //释放SDA
    , H+ {* [. D: g
15.        W_SCL=1;             //拉高SCL，读取从器件应答信号
    
16.       //   等待应答
    
17.     i=100;
    
18.     while(i&&R_SDA)  {i--;_delay();}
    
19.     if(i==0)               //无应答
    
20.     {
    
21.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    
22.         return 0;
    
23.     }
    
24.     else {                 //有应答
    ) e: L2 l$ F- ]# a! O$ `$ z' B* U/ O
25.         _delay();
    " ~* b1 w+ C6 B! p
26.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    6 ~1 z$ z9 f" |- F2 Y5 Y" {
27.         return 1;
    
28. }
    $ _5 _2 V0 D) M5 k/ F4 Y2 {2 b9 j
29. }

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接收一个字节：

1. uint8_t _iic_ReadByte(uint8_t Ack)  
   7 n3 c/ [4 C6 ?$ e1 l+ ^" W  |2 B
2. {
   : `# l& ?( y' J( H# M; \
3.      uint8_t temp,i;
   1 G5 R3 U# e$ k. Q6 V7 Q4 E
4.      W_SDA=1;              //释放SDA
   - G, ^& i# M. Y/ h4 j" s
5.      _delay();
   
6.     for(i=0;i<8;i++)
   ! k- c# E$ R7 D( G
7.     {
   
8.         _delay();
   
9.         W_SCL=1;          //拉高SCL开始读取SDA         
   
10.         temp=temp<<1;      
    8 ?2 I" f$ q% W4 w. r4 b! T4 K
11.         temp|=R_SDA;      //SCL拉高之后读取SDA
    
12.         W_SCL=0;              //拉低SCL，从器件开始放置数据
    
13.      }
      |: m* o# h7 k8 `& e
14.      //发送应答信号
    ; z8 |/ f! ?# n' w0 ?0 V0 x
15.     if(Ack)W_SDA=0;             //拉低SDA表示应答
    
16.     W_SCL=1;             //拉高SCL，从器件接收应答信号
    
17.     _delay();
    
18.     W_SCL=0;             //重新拉低SCL
    * m/ m+ g6 h) S# z
19.     W_SDA=1;             //释放SDA
    
20.     return temp;
    
21. }

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6 G5 N. ]9 A9 O: M; O, W7 M
0 h0 T5 \; r: `* G( q5 ~二、配置HMC5883L模块

1. void HMC5883L_Init()
   
2. {     
   # y5 }5 x  E" h0 S
3.      _iic_Start();
   9 `- l/ g7 X2 r
4.      _iic_SendByte(0x3c); //写操作
   
5.      _iic_SendByte(0x00); //指针指向00，配置寄存器A
   
6.      _iic_SendByte(0x78);  //数据测量、输出速率75hz
   
7.      _iic_Start();          //指针定位到02，模式寄存器
   # S! O, x5 U2 b* A! ?& j9 R' u
8.      _iic_SendByte(0x3c);
   $ k3 r4 X( M- b* r# U8 ]
9.      _iic_SendByte(0x02);
   " `6 a- T7 M# R$ U5 L6 I6 B. v
10.      _iic_SendByte(0x00);  //连续测量模式
    
11.      _iic_Stop();
    3 c) [( B3 z/ E% f  [( Y
12. }

复制代码

三、读取角度数据

接收三轴数据，处理X,Y轴的数据并计算角度：

1. int16_t HMC5883L_ReadAngle()
   
2. {
   : j0 Z9 m- B8 {* ?& M0 }! K
3. static uint8_t i;
   
4. static uint8_t XYZ_Data[6]; //用来存储三个轴输出的数字量
   ' F! d0 Q7 |% ]6 q- g4 K7 S3 N  l
5. 
   / [/ ^' d$ W6 u: c3 F" i" s% y
6. _iic_Start();
   
7. _iic_SendByte(0x3c); // 发送HMC5883L的器件地址0x3c，写操作
   
8. _iic_SendByte(0x03); //指针指向03，X msb寄存器   
   
9. _iic_Start();         
   
10. _iic_SendByte(0x3d); //改为读操作
    
11. 
    
12. //依次读取三个轴的数字量
    ; S  W9 D1 X, h1 g% N* z
13. for(i=0;i<5;i++)        //前5次读取发送应答信号
    9 y. A1 u6 Z: Z
14. {
    , g/ [# o" ?& D# `% c
15. XYZ_Data[i]=_iic_ReadByte(1);
    
16. }
    ) o- J/ e: B4 c$ H- p# Y) N6 o. g5 I
17. XYZ_Data[5] =_iic_ReadByte(0);  //不应答
    $ \8 |: a7 d7 ~4 x' U7 @+ P
18. _iic_Stop();
    
19. return atan2( (double)((int16_t)((XYZ_Data[Ymsb]<<8)+XYZ_Data[Ylsb]) ),(double)((int16_t)((XYZ_Data[Xmsb]<<8)+XYZ_Data[Xlsb])))*(180/3.14159265)+180;       //计算角度，需要包含math.h头文件
    
20. }

复制代码

  f1 q; a% ]8 T
) Y% J$ `* w- q) E" n0 V: a0 T# t

配置好IO口，调用HMC5883L_Init()后，便可调用HMC5883L_ReadAngle()读取角度值,0~360°。

以下为测试时的截图：

( T6 e0 B" A( r7 {( K
7 c' J& z) H* D% P

测试时，模块比较灵敏且精确，稍微旋转模块便有精确的变化。由于该模块是基于对地磁场的测量，此模块容易受到其他磁场的干扰，比如将该模块靠近直流电机时，

便会因为电机内的磁场而降低精度甚至失灵（之前做智能小车时就遇到这个问题，要将电机内的磁场屏蔽起来才行）。

# Z2 x/ D! E$ y( ~: a5 v! d