LSM6DS3TH-C 6轴传感器驱动

文章目录

• LSM6DS3TH-C 6轴传感器驱动
• • 说明
  • 驱动源码

说明

• 测试平台：STM32F4
• 使用说明：
  • 在platform_ReadByte、与platform_WriteByte对应平台的实现I2C读写操作界面
  • 默认应用界面定义为弱定义USER_APP_INTERFACE宏定义可以打开示例应用接口，用户可以定制自己的接口函数，打印信息可以自行关闭，默认接口函数不包括单位转换，只实现原始数据存储
  • 数据类型用于存储数据sLSM6DS3_Data
  • 默认定义对象sLSM6DS3_Dev g_lsm6ds3，可包含lsm6ds3.h头文件，即可使用此对象去访问用户接口函数

驱动源码

#ifndef __LSM6DS3_H__ #define __LSM6DS3_H__  #include "main.h"  #define LSM6DS3_WHO_AM_I 0X0F // 能读出ID,根据芯片的不同，可能是0x69,也或许是0x6a #define LSM6DS3_CTRL1_XL 0X10 // 线性加速度传感器控制寄存器1 (r/w)。 /* bit7 ~ bit0 ODR_XL3 ODR_XL2 ODR_XL1 ODR_XL0 FS_XL1 FS_XL0 BW_XL1 BW_XL0 其中:ODR_XL3 ODR_XL2 ODR_XL1 ODR_XL0 输出数据速率和电源模式的选择 FS_XL1 FS_XL0：ACC满量程选择 BW_XL1 BW_XL0:抗混叠滤波器带宽选择。 */ #define LSM6DS3_CTRL2_G 0X11 /* bit7 ~ bit0 ODR_G3 ODR_G2 ODR_G1 ODR_G0 FS_G1 FS_G0 FS_125 其中:ODR_G3 ODR_G2 ODR_G1 ODR_G0:陀螺仪输出速率选择 FS_G1 FS_G0:陀螺仪满量程选择 FS_125：陀螺仪满量125dps； */ #define LSM6DS3_CTRL3_C 0X12 /* bit7 ~ bit0 BooT BDU H_LACTIVE PP_OD SIM IF_INC BLE SW_RESET BooT:重启内存中的内容 BDU：更新块数据 H_LACTIVE：中断活动水平 PP_OD：INT1和INT2.衬垫上的推拉/开式排水选择。 SIM：SPI Serial interface mode select IF_INC:串行多字节访问时，寄存器地址自动增加 BLE：大/小端数据选择 SW_RESET：软件复位 */ #define LSM6DS3_CTRL4_C 0X13 /* bit7 ~ bit0 XL_BW_SCAL_ODR:加速度计带宽的选择； SLEEP_G:陀螺仪睡眠模式使能； INT2_on_INT所有中断信号都在INT1上可用 FIFO_TEMP_EN:以稳定数据为4th FIFO数据设置 DRDY_MASK:数据读取掩码使能； I2C_disable:disable i2c接口 0 STOP_ON_FTH:启用FIFO阈值级别使用; */ #define LSM6DS3_CTRL5_C 0X14 /* ROUNDING2 ROUNDING1 ROUNDING0 0 ST1_G ST0_G ST1_XL ST0_XL ROUNDING2 ROUNDING1 ROUNDING0:从输出寄存器中读取循环突发模式(舍入)。 ST1_G ST0_G:角速传感器自检使能。 ST1_XL ST0_XL:线性加速度传感器自检。 */  #define LSM6DS3_CTRL6_C 0X15 /* 角速率传感器控制寄存器 TRIG_EN LVLen LVL2_EN XL_HM_MODE 0 0 0 0 TRIG_EN:陀螺仪数据边缘敏感触发启用。 LVLen:陀螺仪数据电平敏感触发启用。 LVL2_EN:陀螺仪电平敏感锁定使能。 XL_HM_MODE:禁止加速计高性能工作模式. */ #define LSM6DS3_CTRL7_G 0X16 /* 角速率传感器控制寄存器7 G_HM_MODE HP_G_EN HPCF_G1 HPCF_G0 HP_G_RST ROUNDING_STATUE 0 0 G_HM_MODE:陀螺仪的高性能工作模式禁用 HP_G_EN:陀螺数字高通滤波器使能。只有当陀螺仪处于HP模式时，才启用过滤器。 HPCF_G1 HPCF_G0:陀螺仪高通滤波器截止频率选择。 HP_G_RST:陀螺数字HP滤波器复位 ROUNDING_STATUE:源寄存器四舍五入功能使能在1E,53,1B */ #define LSM6DS3_CTRL8_XL 0X17 /* 线性加速度传感器控制寄存器8 (r/w)。 LPF2_XL_EN HPCF_XL1 HPCF_XL0 0 0 HP_SLOPE_XL_EN 0 LOW_PASS_ON_6D LPF2_XL_EN: 加速度计低通滤波器LPF2选择。 HPCF_XL1 HPCF_XL0:加速度计斜率滤波器和高通滤波器配置和截止设置。 见表68。它还用于选择LPF2滤波器的截止频率，如表69所示。通过将CTRL8XL (17h)的LOW PASS ON 6D位设置为1，这种低通滤波器也可以用于6D/4D功能。 HP_SLOPE_XL_EN:加速度计斜率滤波器/高通滤波器选择。 LOW_PASS_ON_6D:低通滤波器对6D功能的选择。 */ #define LSM6DS3_CTRL9_XL 0X18 /* 0 0 Zen_XL Yen_XL Xen_XL SOFT_EN 0 0 Zen_XL:加速计z轴输出启用。 Yen_XL:加速计y轴输出启用。 Xen_XL：加速计x轴输出启用. SOFT_EN:启用磁强计软铁校正算法 */ #define LSM6DS3_CTRL10_C 0X19 /* 0 0 Zen_G Yen_G Xen_G FUNC_EN FEDO_RST_STEP SIGN_MOTION_EN Zen_G:陀螺偏航轴(Z)输出使能。 Yen_G:陀螺滚轴(Y)输出使能。 Xen_G:陀螺螺距轴(X)输出使能。 FUNC_EN:启用嵌入式功能(计步器、倾斜、显著运动、传感器轮毂和熨烫)和加速度计HP和LPF2滤波器 (参见图6)。默认值:0 FEDO_RST_STEP:重置计步器步长计数器。 SIGN_MOTION_EN:使能重要运动功能 */ //i2c master config register #define LSM6DS3_MASTER_CONFIG 0X1A //interrupts register #define LSM6DS3_WAKE_UP_SRC 0X1B /* 0 0 FF_IA SLEEP_STATE_IA WU_IA X_WU Y_WU Z_WU FF_IA:自由落体时间检测状态 SLEEP_STATE_IA:睡眠时间状态 WU_IA:唤醒时间检测状态 X_WU：x轴上的唤醒事件检测状态。 Y_WU: y轴上的唤醒事件检测状态。 Z_WU: z轴上的唤醒事件检测状态。 */ #define LSM6DS3_TAP_SRC 0X1C /* 0 TAP_IA SIGLE_TAP DOUBLE_TAP TAP_SIGN X_TAP Y_TAP Z_TAP TAP_IA:轻击事件检测状态 SIGLE_TAP:单击事件检测状态 DOUBLE_TAP:双击事件检测状态 TAP_SIGN：轻击事件检测到的加速标志。 X_TAP Y_TAP Z_TAP：点击x/y/z轴上的事件检测状态 */ #define LSM6DS3_D6D_SRC 0X1D /* 纵向、横向、面朝上和面朝下源寄存器(r) 0 D6D_IA ZH ZL YH YL XH XL D6D_IA：激活中断以改变位置纵向，横向，正面向上，正面向下。 ZH: Z轴高事件(高于阈值) ZL：Z轴低事件(低于阈值) ... */ //status data register #define LSM6DS3_STATUS_REG 0X1E /* - - - - - TDE GDA XLDA TDE:温度可用的新数据 GDA:陀螺仪可用的新数据 XLDA:加速度计可用的新数据 */ #define LSM6DS3_TAP_CFG 0x58 #define LSM6DS3_TAP_THS_6D 0x59 #define LSM6DS3_WAKE_UP_THS 0x5B #define LSM6DS3_WAKE_UP_DUR 0x5C #define LSM6DS3_MD1_CFG 0x5E //temperature output data register #define LSM6DS3_OUT_TEMP_L 0X20 #define LSM6DS3_OUT_TEMP_H 0X21 /*温度数据输出寄存器(r)。L寄存器和H寄存器一起表示一个16位的字。*/ //gyroscope output register #define LSM6DS3_OUTX_L_G 0X22 #define LSM6DS3_OUTX_H_G 0X23 #define LSM6DS3_OUTY_L_G 0X24 #define LSM6DS3_OUTY_H_G 0X25 #define LSM6DS3_OUTZ_L_G 0X26 #define LSM6DS3_OUTZ_H_G 0X27 //acc output register #define LSM6DS3_OUTX_L_XL 0X28 #define LSM6DS3_OUTX_H_XL 0X29 #define LSM6DS3_OUTY_L_XL 0X2A #define LSM6DS3_OUTY_H_XL 0X2B #define LSM6DS3_OUTZ_L_XL 0X2C #define LSM6DS3_OUTZ_H_XL 0X2D #define LSM6DS3_INT1_CTRL 0X0D /* Write INT1_CTRL = 01h // Acc Data Ready interrupt on INT1 Write INT1_CTRL = 02h // Gyro Data Ready interrupt on INT1 */ #define I2C_Handle hi2c1 #define LSM6DS3_SlaveAddress 0xd4 #define I2C_Status HAL_StatusTypeDef #define LSM6DS3_DeviceID 0x6a //#define USER_APP_INTERFACE #undef USER_APP_INTERFACE // 操作模式读/写 typedef enum { 
          eRead = 0u, eWrite = 1u, } OPmode_t; // 查询状态标志 typedef enum{ 
          STATUS_XLDA_ACC_E = 0x01, // acc 数据可读 STATUS_GDA_GYRO_E = 0x02, // gyro 数据可读 STATUS_TDA_TEMP_E = 0x04, // temp 数据可读 }LSM6DS3_STATUS_t; // 数据类型 typedef struct { 
          int16_t data_raw_acceleration[3]; int16_t data_raw_angular_rate[3]; int16_t data_raw_temperature; float acceleration_mg[3]; float angular_rate_mdps[3]; float temperature_degC; uint8_t whoamI; uint8_t uReaddata; uint8_t orientation; } sLSM6DS3_Data; typedef struct { 
          /* I2C句柄，使用IO模拟I2C则设置句柄为NULL */ void *handle; /* 读数据 */ sLSM6DS3_Data m_dataBuf; /* 设备从机地址 */ uint8_t slaveAddress; /* 设备ID */ uint8_t deviceID; // 接口函数区域 void (*Init)(void); uint8_t (*ReadByte)(uint8_t reg); void (*WriteByte)(uint8_t reg, uint8_t data); uint16_t (*ReadMultiple)(uint8_t reg_begin, uint8_t reg_end, uint8_t *data); // 扩展用户接口，默认为弱定义，用户可自行实现 uint8_t (*ReadOrigin)(void); uint8_t (*ReadWhoAmI)(void); int16_t *(*ReadAngularRateRaw)(int16_t *pbuf); int16_t *(*ReadAccelerationRaw)(int16_t *pbuf); int16_t *(*ReadTemperatureRaw)(int16_t *pbuf); } sLSM6DS3_Dev; // 声明对象 extern sLSM6DS3_Dev g_lsm6ds3; #endif 

#include "LSM6DS3.h"
#include "i2c.h"
#include "debug.h"
#include 

/* 私有函数声明区域 */
static void Lsm6ds3_Init(void);
static void Lsm6ds3_WriteByte(uint8_t reg, uint8_t data);
static uint8_t Lsm6ds3_ReadByte(uint8_t reg);
static uint16_t Lsm6ds3_ReadMultiple(uint8_t reg_addr_begin, uint8_t reg_addr_end, uint8_t *data);

uint8_t Lsm6ds3_ReadOrigin(void);
uint8_t Lsm6ds3_ReadWhoAmI(void);
int16_t *Lsm6ds3_ReadAccelerationRaw(int16_t *pbuf);
int16_t *Lsm6ds3_ReadAngularRateRaw(int16_t *pbuf);
int16_t *Lsm6ds3_ReadTemperatureRaw(int16_t *pbuf);

/* lsm6ds3传感器对象初始化 */
sLSM6DS3_Dev g_lsm6ds3 =
{ 
        
	&hi2c1,
	{ 
        0},
	LSM6DS3_SlaveAddress,
	LSM6DS3_DeviceID,
	
	Lsm6ds3_Init,
	Lsm6ds3_ReadByte,
	Lsm6ds3_WriteByte,
	Lsm6ds3_ReadMultiple,
	
	Lsm6ds3_ReadOrigin,
	Lsm6ds3_ReadWhoAmI,
	Lsm6ds3_ReadAngularRateRaw,
	Lsm6ds3_ReadAccelerationRaw,
	Lsm6ds3_ReadTemperatureRaw,
};

/* * @brief Read generic device register (platform dependent) * * @param[in] handle customizable argument. In this examples is used in * order to select the correct sensor bus handler. * @param[in] reg register to read * @param[in] bufp pointer to buffer that store the data read * @param[in] len number of consecutive register to read * */
static I2C_Status platform_ReadByte(void *handle, uint8_t slaveAddress, uint8_t reg, uint8_t *bufp, uint16_t len)
{ 
        
    return HAL_I2C_Mem_Read(handle, slaveAddress, reg, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, bufp, len, 1000);
}

/* * @brief Write generic device register (platform dependent) * * @param[in] handle customizable argument. In this examples is used in * order to select the correct sensor bus handler. * @param[in] reg register to write * @param[in] bufp pointer to data to write in register reg * @param[in] len number of consecutive register to write * */
static I2C_Status platform_WriteByte(void *handle, uint8_t slaveAddress, uint8_t reg, uint8_t *bufp, uint16_t len)
{ 
        
	return HAL_I2C_Mem_Write(handle, slaveAddress, reg, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)bufp, len, 1000);
}

/** * @brief 写入一个字节 * * @param[in] reg 寄存器地址 * @param[in] data 待写入的数据 */
static void Lsm6ds3_WriteByte(uint8_t reg, uint8_t data)
{ 
        
	I2C_Status ret = platform_WriteByte(g_lsm6ds3.handle,  g_lsm6ds3.slaveAddress | eWrite, 
		reg, &data, sizeof(data));
	if(ret != HAL_OK)
		p_err("error_code:%d", ret);
}

/** * @brief 读取一个字节 * * @param[in] reg 寄存器地址 * * @return 返回读取到的数据 */
static uint8_t Lsm6ds3_ReadByte(uint8_t reg)
{ 
        
	I2C_Status ret = platform_ReadByte(g_lsm6ds3.handle,  g_lsm6ds3.slaveAddress | eRead, 
		reg, &(g_lsm6ds3.m_dataBuf.uReaddata), sizeof(g_lsm6ds3.m_dataBuf.uReaddata));
	if(ret != HAL_OK)
	{ 
        
		p_err("error_code:%d", ret);
		g_lsm6ds3.m_dataBuf.uReaddata= 0xff;
	}
	p_info("Lsm6ds3_ReadByte ret=%d, reg=0x%x, data=0x%x", ret, reg, g_lsm6ds3.m_dataBuf.uReaddata);
	return g_lsm6ds3.m_dataBuf.uReaddata;
}

/** * @brief 连续地址读取传感器参数/数据 * * @param[in] reg_addr_begin The register address begin * @param[in] reg_addr_end The register address end * @param[out] data The data * * @return 返回读取的字节数 */
static uint16_t Lsm6ds3_ReadMultiple(uint8_t reg_addr_begin, uint8_t reg_addr_end, uint8_t *data)
{ 
        
	uint16_t nCount = 0;
	if(reg_addr_begin > reg_addr_end)
	{ 
        
		p_err("register address invalid!");
		return 0;
	}
	
	while(nCount < (reg_addr_end - reg_addr_begin + 1)) 
	{ 
        
		data[nCount] = Lsm6ds3_ReadByte(reg_addr_begin + nCount);
		nCount++;
	}
	
	return nCount;
}

/** * @brief 初始化陀螺仪和加速度传感器 */
static void Lsm6ds3_Init(void)
{ 
        
	uint8_t whoAmI = Lsm6ds3_ReadByte(LSM6DS3_WHO_AM_I);
	
	p_info("Lsm6ds3_Init[G-SensorId] -> 0x%x", whoAmI);
	if(whoAmI != LSM6DS3_DeviceID)
	{ 
        
		p_err("read who am i failed!");
		return;
	}
	// 加速度计52HZ（倾斜角检测功能工作在26HZ，因此加速度计ODR必须设置为>=26hz）,2g量程。
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_CTRL1_XL, 0x20);
	// 使能加速度计x,y,z轴
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_CTRL9_XL, 0x38);
	// enable accelerometer int1
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_INT1_CTRL, 0x01); 
	
	// 陀螺仪208hz 2000dps
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_CTRL2_G, 0x5C);
	// 使能陀螺仪x,y,z轴
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_CTRL10_C, 0x38);

	// WAKE_UP INTERRUPT Configuration
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_TAP_CFG, 0x90);
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_WAKE_UP_DUR, 0x00);
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_WAKE_UP_THS, 0x02);
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_MD1_CFG, 0x20);
	
	// 6D Orientation Configuration
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_TAP_THS_6D, 0x40);
	Lsm6ds3_WriteByte(LSM6DS3_CTRL8_XL, 0x01);

	p_info("Lsm6ds3 init successfule!");
}

/****************************************** 应用接口 *********************************************/
#ifdef USER_APP_INTERFACE
/** * @brief 获取传感器坐标零点 * * @return 见#define LSM6DS3_D6D_SRC */
uint8_t Lsm6ds3_ReadOrigin(void)
{ 
        
	g_lsm6ds3.m_dataBuf.orientation = Lsm6ds3_ReadByte(LSM6DS3_D6D_SRC); 
	return g_lsm6ds3.m_dataBuf.orientation;
}

/** * @brief 获取芯片ID * * @return 返回芯片ID */
uint8_t Lsm6ds3_ReadWhoAmI(void)
{ 
        
	g_lsm6ds3.m_dataBuf.whoamI = Lsm6ds3_ReadByte(LSM6DS3_WHO_AM_I); 
	return g_lsm6ds3.m_dataBuf.whoamI;
}

/** * @brief 读取角速度寄存器原始值 * * @param[out] pbuf The pbuf * * @return 返回角速度寄存器原始值（带符号数值） */
int16_t *Lsm6ds3_ReadAngularRateRaw(int16_t *pbuf)
{ 
        
	// 读取寄存器值使用无符号类型，读取后取值再转为有符号
	uint8_t buf[6] = { 
        0};

	if((g_lsm6ds3.ReadByte(LSM6DS3_STATUS_REG) & STATUS_GDA_GYRO_E) != 0)
	{ 
        
		Lsm6ds3_ReadMultiple(LSM6DS3_OUTX_L_G, LSM6DS3_OUTZ_H_G, buf);
		g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_angular_rate[0] = (buf[1] << 8) | buf[0];
		g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_angular_rate[1] = (buf[3] << 8) | buf[2];
		g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_angular_rate[2] = (buf[5] << 8) | buf[4];
	}
	
	if(NULL != pbuf)
		memcpy(pbuf, buf, sizeof(buf));
	
	return g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_angular_rate;
}

/** * @brief 读取加速度寄存器原始值 * * @param[out] pbuf The pbuf * * @return 返回加速度寄存器原始值（带符号数值） */
int16_t *Lsm6ds3_ReadAccelerationRaw(int16_t *pbuf)
{ 
        
	// 读取寄存器值使用无符号类型，读取后取值再转为有符号
	uint8_t buf[6] = { 
        0};

	if((g_lsm6ds3.ReadByte(LSM6DS3_STATUS_REG) & STATUS_XLDA_ACC_E) != 0)
	{ 
        
		Lsm6ds3_ReadMultiple(LSM6DS3_OUTX_L_XL, LSM6DS3_OUTZ_H_XL, buf);
		g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_acceleration[0] = (buf[1] << 8) | buf[0];
		g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_acceleration[1] = (buf[3] << 8) | buf[2];
		g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_acceleration[2] = (buf[5] << 8) | buf[4];
	}
	
	if(NULL != pbuf)
		memcpy(pbuf, buf, sizeof(buf));
	
	return g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_acceleration;
}

/** * @brief 读取温度寄存器原始值 * * @param[out] pbuf The pbuf * * @return 返回温度存器原始值（带符号数值） */
int16_t *Lsm6ds3_ReadTemperatureRaw(int16_t *pbuf)
{ 
        
	// 读取寄存器值使用无符号类型，读取后取值再转为有符号
	uint8_t buf[2] = { 
        0};

	if((g_lsm6ds3.ReadByte(LSM6DS3_STATUS_REG) & STATUS_TDA_TEMP_E) != 0)
	{ 
        
		Lsm6ds3_ReadMultiple(LSM6DS3_OUT_TEMP_L, LSM6DS3_OUT_TEMP_H, buf);
		g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_temperature = (buf[1] << 8) | buf[0];
	}
	
	if(NULL != pbuf)
		memcpy(pbuf, buf, sizeof(buf));
	
	return &(g_lsm6ds3.m_dataBuf.data_raw_temperature);
}
#else
__weak uint8_t Lsm6ds3_ReadOrigin(void)
{ 
        
	return 0xff;
}

__weak uint8_t Lsm6ds3_ReadWhoAmI(void)
{ 
        
	return 0xff;
}

__weak int16_t *Lsm6ds3_ReadAngularRateRaw元器件数据手册、IC替代型号，打造电子元器件IC百科大全！