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
   7 Y6 D& H/ }4 {8 C; E! N: a
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，
   9 X& e1 b  J6 i; N
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
   ' w8 W+ p: c  m. X5 l3 j5 u
6. #define R_SDA    IPB13          // PB13输入寄存器
   1 A( u" I8 v$ b! D! i/ }" p
7. #define W_SDA    OPB13          // PB13输出寄存器
   
8. #define W_SCL    OPB14          // PB14输出寄存器
   ! b. i% F0 q, d% D- _; o3 E
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
   
4. #define Zlsb 3       //Z轴数字量的低8位
   ! s8 i6 S5 F" B7 v7 Y
5. #define Ymsb 4     //Y轴数字量的高8位
   : T$ l9 G( m+ _. U# s
6. #define Ylsb 5       //Y轴数字量的低8位

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6 i+ ]9 `) Y4 t

附位带宏定义：

1. #define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C
   ; z2 I9 w& s& k: r6 }6 u
2. #define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08   
   ! M7 l: G' P- @
3. 
   9 B; Y3 D* K# r/ N
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)
   * i; L. i0 M( m5 A
8. #define OPB14   *BITBAND_Addr(GPIOB_ODR_Addr,14)
   8 a% L, N* D. O2 j7 A+ k
9. #define IPB15    *BITBAND_Addr(GPIOB_IDR_Addr,15)

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启动IIC传输：

1. void _iic_Start()
   
2. {
   : {3 N3 [6 b, ], B' q3 C
3.      W_SCL=1;   
   
4.      W_SDA=1;
   
5.      _delay();
   6 r( O. p: M$ @) j) c. o% i
6.      W_SDA=0;     //SCL高时，拉低SDA，表示开始IIC传输，占用总线
   
7.      _delay();
   5 l& z# j+ A( b# v
8.      W_SCL=0;     //控制SCL
   
9.      _delay();
   
10. }

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" R8 F# R# X+ k1 ^: M* h0 z* L$ 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;     
   : @/ h7 W- x7 n/ F4 Y  L6 z8 A# h
5.      _delay();
   
6.      W_SDA=1;   //SCL为高时，拉高SDA表示结束ICC传输，释放总线
   + b* t+ i  d" p  `/ B
7. }

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" \/ p/ n' F) p( x4 g

发送一个字节：

1. uint8_t _iic_SendByte(uint8_t dat)         
   " X3 r) m7 \2 x4 A; ?" Q8 J: V
2. {
   
3.         uint8_t i;
   
4.      for(i=0;i<8;i++)
   
5.     {
   
6.         _delay();
   - E5 J2 f( ?+ Y! I& \
7.         W_SDA=dat>>7;     //SCL拉高之前写SDA
     p) |/ d5 e4 ?6 S3 r' F
8.         dat=dat<<1;
   * w- d1 [5 W1 ?5 H+ h& l" s
9.         _delay();
   - ^" O( T# q1 {' K! X
10.         W_SCL=1;         //拉高SCL，从器件开始读取SDA
    
11.         _delay();
    
12.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    - M4 {0 j/ N/ F  h5 [- I
13.     }
    
14.        W_SDA=1;             //释放SDA
    , k( c1 O( ]  b: K9 ~
15.        W_SCL=1;             //拉高SCL，读取从器件应答信号
    
16.       //   等待应答
    
17.     i=100;
      p: L! Y8 F" |
18.     while(i&&R_SDA)  {i--;_delay();}
    
19.     if(i==0)               //无应答
    % G2 W& b) q* s. S. d- j4 e2 c
20.     {
    
21.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    
22.         return 0;
    , ]% o1 ], h- F# T$ U
23.     }
    / V( i5 ?" O$ c' W
24.     else {                 //有应答
    
25.         _delay();
    
26.         W_SCL=0;         //重新拉低SCL
    % B2 p- W: D" O7 i/ r
27.         return 1;
    & R9 g0 w/ E$ m6 a/ _
28. }
    - f0 L+ z0 m, y- h/ h/ Z/ u
29. }

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7 e9 H) _, o" G9 r

接收一个字节：

1. uint8_t _iic_ReadByte(uint8_t Ack)  
   0 j% l  h$ i# u3 q+ S
2. {
   
3.      uint8_t temp,i;
   
4.      W_SDA=1;              //释放SDA
   & E6 O- b% P% ~& ]
5.      _delay();
   8 b* f1 I* n/ l2 g
6.     for(i=0;i<8;i++)
   
7.     {
   
8.         _delay();
   
9.         W_SCL=1;          //拉高SCL开始读取SDA         
   
10.         temp=temp<<1;      
    - E0 C. s* v6 W! v: b
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
    5 o% y+ p) b$ I4 a2 }& L: y
13.      }
    - Q# T6 D3 c+ q6 q
14.      //发送应答信号
    
15.     if(Ack)W_SDA=0;             //拉低SDA表示应答
    ' A# l9 E/ j' N- [
16.     W_SCL=1;             //拉高SCL，从器件接收应答信号
    
17.     _delay();
    - l% B7 C7 P+ |& J% y+ o9 c: f
18.     W_SCL=0;             //重新拉低SCL
    
19.     W_SDA=1;             //释放SDA
    & i+ U; x  O) V) j
20.     return temp;
    
21. }

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二、配置HMC5883L模块

1. void HMC5883L_Init()
   3 E* O9 D6 Z+ y! C! Y# m/ t
2. {     
   
3.      _iic_Start();
   
4.      _iic_SendByte(0x3c); //写操作
   
5.      _iic_SendByte(0x00); //指针指向00，配置寄存器A
   - V, J' Z* I6 k* E
6.      _iic_SendByte(0x78);  //数据测量、输出速率75hz
   8 ~- u* X* ~! `9 s6 H1 O2 M) m
7.      _iic_Start();          //指针定位到02，模式寄存器
   
8.      _iic_SendByte(0x3c);
   4 z; l6 y9 t6 j& ]
9.      _iic_SendByte(0x02);
   - N, l/ T( {3 N- L, R9 C$ W
10.      _iic_SendByte(0x00);  //连续测量模式
    
11.      _iic_Stop();
    ( N" Q) v9 T. i
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()
   ' X6 s; b& H+ a. j8 O$ o
2. {
   " B/ v) h  @6 g; l
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
   
5. 
   5 B, A# p* C/ C9 A
6. _iic_Start();
   ! A5 P  j# ~; H# l  z3 c( P
7. _iic_SendByte(0x3c); // 发送HMC5883L的器件地址0x3c，写操作
   ) i0 O2 p* y/ X% G+ z2 [
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. 
    . F/ K3 g2 I& c. @- q
12. //依次读取三个轴的数字量
    " s" }! D! T7 A0 t/ A0 F
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);
    
16. }
    
17. XYZ_Data[5] =_iic_ReadByte(0);  //不应答
    # \! j* }7 @/ C; `& c
18. _iic_Stop();
    ! B+ |2 v6 x, U3 w2 I
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
    1 d1 S0 Z. G! Q/ E) R9 R& n
20. }

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& p# G' S( B+ Y
2 {- O8 G' K( w6 V. Z  ^  _3 I1 H

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：

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）。

3 c9 p8 `5 K( p( \1 P