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
   % @; U5 O4 D8 b! u7 N' I, A5 V
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，
   $ C; k) ?& |! \& R9 O* x1 Z& @! [
4. //IO口的电平也会不断地被捕获到输入寄存器中）
   
5. //PB14配置为推挽输出，PB15配置为浮空输入
   + h- v4 _& z$ p* l
6. #define R_SDA    IPB13          // PB13输入寄存器
   
7. #define W_SDA    OPB13          // PB13输出寄存器
   
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
   6 D5 f7 d. p$ O; v) `# g
4. #define Zlsb 3       //Z轴数字量的低8位
   
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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6 c: D! o9 Z4 ]

附位带宏定义：

1. #define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C
   0 r! \: l) @! T) d% R
2. #define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08   
   # K7 Q3 M% K! m( c8 m8 r
3. 
   
4. #define BITBAND_Addr(Addr,num)  ((volatile unsigned long *)(0x42000000+32*(Addr-0x40000000)+4*num))
   
5. 
   
6. #define IPB13    *BITBAND_Addr(GPIOB_IDR_Addr,13)
   
7. #define OPB13   *BITBAND_Addr(GPIOB_ODR_Addr,13)
   , H/ I3 B- Y* Q/ j+ [' x* h: K
8. #define OPB14   *BITBAND_Addr(GPIOB_ODR_Addr,14)
   ) r; ^- b: \% v- Z
9. #define IPB15    *BITBAND_Addr(GPIOB_IDR_Addr,15)

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; {! r( {- t2 }: G

启动IIC传输：

1. void _iic_Start()
   
2. {
   
3.      W_SCL=1;   
   ( j- g# e$ e  E" l% F3 n) K
4.      W_SDA=1;
   + @) }7 I& Y: A7 o: ~) f3 q
5.      _delay();
   
6.      W_SDA=0;     //SCL高时，拉低SDA，表示开始IIC传输，占用总线
   , v1 Q8 D+ ^5 m! E
7.      _delay();
   ; U9 @! l: }8 _$ Y! ~' {/ _4 Q
8.      W_SCL=0;     //控制SCL
   $ M1 J; o3 B% v9 d% x) b( v7 z5 b
9.      _delay();
   
10. }

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; I* G  {! d& a+ v

停止IIC传输：

1. void _iic_Stop()
   ) V, _- N7 k! Z0 n  V& {7 P$ n
2. {
   $ O+ _: O5 H  i2 A) D% f
3.      W_SCL=1;     //释放SCL（由于没有其他主器件，SCL无需开漏）
   , d& C# z7 o* X1 n
4.      W_SDA=0;     
   
5.      _delay();
   
6.      W_SDA=1;   //SCL为高时，拉高SDA表示结束ICC传输，释放总线
   # I( C' v3 z& k
7. }

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& ^: w# d  j8 b8 y9 [! X2 S8 h

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.     {
   % v4 W" n& `, g5 U  @6 j
6.         _delay();
   
7.         W_SDA=dat>>7;     //SCL拉高之前写SDA
   
8.         dat=dat<<1;
     f( ^* U: o' a+ ?* {, z4 ]
9.         _delay();
   / j, I) Q7 x$ d! L2 W5 P
10.         W_SCL=1;         //拉高SCL，从器件开始读取SDA
    
11.         _delay();
    6 r2 ~. o9 m' ?
12.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    
13.     }
    
14.        W_SDA=1;             //释放SDA
    
15.        W_SCL=1;             //拉高SCL，读取从器件应答信号
    6 O7 z: ^/ T( v/ q* A5 ~
16.       //   等待应答
    $ T; g1 I( w) {0 L. I# y
17.     i=100;
    
18.     while(i&&R_SDA)  {i--;_delay();}
    
19.     if(i==0)               //无应答
    , k: c% P+ m9 x: x; y" V
20.     {
    
21.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    
22.         return 0;
    
23.     }
    
24.     else {                 //有应答
    
25.         _delay();
    ) Z7 k* a' \  B- y- ]$ }$ O0 }3 L
26.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    9 s5 K+ k3 v+ y' ?4 h
27.         return 1;
    
28. }
    
29. }

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接收一个字节：

1. uint8_t _iic_ReadByte(uint8_t Ack)  
   * P! Y( P+ t" q$ v6 w1 ^* j: S
2. {
   3 j; ?5 A; V4 U7 Y2 Q
3.      uint8_t temp,i;
   
4.      W_SDA=1;              //释放SDA
   
5.      _delay();
     i8 \" U: V' C1 h+ O; _, r  H* T
6.     for(i=0;i<8;i++)
   
7.     {
   : h+ e* ^' u' T! Q' G  m5 _. D
8.         _delay();
   8 Y) s; s5 n* {7 T4 x9 z# y
9.         W_SCL=1;          //拉高SCL开始读取SDA         
   
10.         temp=temp<<1;      
    
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.      }
    
14.      //发送应答信号
    ) R( W2 z. W9 w4 a6 R1 V
15.     if(Ack)W_SDA=0;             //拉低SDA表示应答
    & u3 u. ?& ~( p* J0 Q7 m5 i- Z
16.     W_SCL=1;             //拉高SCL，从器件接收应答信号
    
17.     _delay();
    ! N8 y+ R% p  M" z
18.     W_SCL=0;             //重新拉低SCL
    ! W7 i; y5 |% S4 z# p( y+ I7 k
19.     W_SDA=1;             //释放SDA
    
20.     return temp;
    2 r8 m; W, S" y$ v- \
21. }

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二、配置HMC5883L模块
) A; J5 N9 Z/ b8 d" r- L6 M

1. void HMC5883L_Init()
   
2. {     
   
3.      _iic_Start();
   3 s! V& u: Q/ A5 J9 g
4.      _iic_SendByte(0x3c); //写操作
   ) M% T2 r& p: F* G8 Z) H2 B6 m
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
   ! j6 ]6 D. X1 R% ^- Y5 s, a
7.      _iic_Start();          //指针定位到02，模式寄存器
   
8.      _iic_SendByte(0x3c);
   2 y5 t. P/ \# C/ v
9.      _iic_SendByte(0x02);
   . X4 p' d, x; k% ]# \, D
10.      _iic_SendByte(0x00);  //连续测量模式
    6 k: k* ]+ X2 h9 X6 t  B
11.      _iic_Stop();
    
12. }

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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()
   ! J+ D" ^0 u+ e0 [
2. {
   % }9 q  L. q( w% u
3. static uint8_t i;
   5 b+ j6 k/ p4 h
4. static uint8_t XYZ_Data[6]; //用来存储三个轴输出的数字量
   : d) o3 [3 f( ^% A
5. 
   5 W6 j- e: R6 V* i# O7 A
6. _iic_Start();
   6 ~8 R0 a2 q& v# ^) _2 X1 O
7. _iic_SendByte(0x3c); // 发送HMC5883L的器件地址0x3c，写操作
   ' y$ o$ g  W1 \) U( g+ P6 E
8. _iic_SendByte(0x03); //指针指向03，X msb寄存器   
   
9. _iic_Start();         
   $ |, n! x5 z% R& E5 {9 l6 H
10. _iic_SendByte(0x3d); //改为读操作
    ) h/ @; z2 W  s
11. 
    # p: y) d) r: y: @# o' |* g
12. //依次读取三个轴的数字量
    
13. for(i=0;i<5;i++)        //前5次读取发送应答信号
    
14. {
    
15. XYZ_Data[i]=_iic_ReadByte(1);
    0 @# |; A5 d9 F. e% \) @
16. }
    
17. XYZ_Data[5] =_iic_ReadByte(0);  //不应答
    5 {) a6 B: N3 v! I% E# u
18. _iic_Stop();
    & w. w$ t) d$ p: n6 P/ Y
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
    % [* R' H7 `( ^- D
20. }

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, x7 L9 P; J7 I5 u, D# E

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：

! }1 J$ k% W' }1 h

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）。