概述

本文將介紹如何使用 LIS2MDL 傳感器來讀取數(shù)據(jù)。主要步驟包括初始化傳感器接口、驗(yàn)證設(shè)備ID、配置傳感器的數(shù)據(jù)輸出率和濾波器，以及通過輪詢方式持續(xù)讀取磁力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)。讀取到的數(shù)據(jù)會(huì)被轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)膯挝徊⑼ㄟ^串行通信輸出。 這個(gè)傳感器常用于多種電子設(shè)備中，以提供精確的磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，從而用于指南針應(yīng)用、位置追蹤或者動(dòng)作檢測(cè)等功能。

最近在弄ST和瑞薩RA的課程，需要樣片的可以加群申請(qǐng)：615061293 。

視頻教學(xué)

https://www.bilibili.com/video/BV1pc41127iw/

樣品申請(qǐng)

https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#

源碼下載

https://download.csdn.net/download/qq_24312945/88623419

通信模式

對(duì)于LIS2MDL，可以使用SPI或者IIC進(jìn)行通訊。 最小系統(tǒng)圖如下所示。

在CS管腳為1的時(shí)候，為IIC模式

本文使用的板子原理圖如下所示。

速率

該模塊支持的速度為普通模式(100k)、快速模式(400k)、快速模式+(1M)、高速模式(3.4M)。

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，這里使用MCU為STM32WB55RG。 配置時(shí)鐘樹，配置時(shí)鐘為32M。

串口配置

查看原理圖，PB6和PB7設(shè)置為開發(fā)板的串口。

配置串口。

IIC配置

配置IIC為快速模式，速度為400k。

CS設(shè)置

串口重定向

打開魔術(shù)棒，勾選MicroLIB

在main.c中，添加頭文件，若不添加會(huì)出現(xiàn) identifier "FILE" is undefined報(bào)錯(cuò)。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函數(shù)聲明和串口重定向：

/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){
    HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return ch;
}
/* USER CODE END PFP */

參考程序

https://github.com/STMicroelectronics/lis2mdl-pid

初始換管腳

使能CS為高電平，配置為IIC模式。

printf("123123123n");
  /* Initialize mems driver interface */
  stmdev_ctx_t dev_ctx;
  dev_ctx.write_reg = platform_write;
  dev_ctx.read_reg = platform_read;
  dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;

  HAL_GPIO_WritePin(LIS2MDL_CS_GPIO_Port, LIS2MDL_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);

  /* Wait sensor boot time */
  platform_delay(BOOT_TIME);

獲取ID

可以向WHO_AM_I (4Fh)獲取固定值，判斷是否為0x40

is2mdl_device_id_get為獲取函數(shù)。

對(duì)應(yīng)的獲取ID驅(qū)動(dòng)程序,如下所示。

/* Wait sensor boot time */
  platform_delay(BOOT_TIME);
  /* Check device ID */
  lis2mdl_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);
    printf("LIS2MDL_ID=0x%x,whoamI=0x%xn",LIS2MDL_ID,whoamI);
  if (whoamI != LIS2MDL_ID)
    while (1) {
      /* manage here device not found */
    }

復(fù)位操作

可以向CFG_REG_A (60h)的SOFT_RST寄存器寫入1進(jìn)行復(fù)位。

lis2mdl_reset_set為重置函數(shù)。

對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,如下所示。

/* Restore default configuration */
  lis2mdl_reset_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

  do {
    lis2mdl_reset_get(&dev_ctx, &rst);
  } while (rst);

BDU設(shè)置

在很多傳感器中，數(shù)據(jù)通常被存儲(chǔ)在輸出寄存器中，這些寄存器分為兩部分：MSB和LSB。這兩部分共同表示一個(gè)完整的數(shù)據(jù)值。例如，在一個(gè)加速度計(jì)中，MSB和LSB可能共同表示一個(gè)加速度的測(cè)量值。 連續(xù)更新模式（BDU = '0'）：在默認(rèn)模式下，輸出寄存器的值會(huì)持續(xù)不斷地被更新。這意味著在你讀取MSB和LSB的時(shí)候，寄存器中的數(shù)據(jù)可能會(huì)因?yàn)樾碌臏y(cè)量數(shù)據(jù)而更新。這可能導(dǎo)致一個(gè)問題：當(dāng)你讀取MSB時(shí)，如果寄存器更新了，接下來讀取的LSB可能就是新的測(cè)量值的一部分，而不是與MSB相對(duì)應(yīng)的值。這樣，你得到的就是一個(gè)“拼湊”的數(shù)據(jù)，它可能無法準(zhǔn)確代表任何實(shí)際的測(cè)量時(shí)刻。 塊數(shù)據(jù)更新（BDU）模式（BDU = '1'）：當(dāng)激活BDU功能時(shí)，輸出寄存器中的內(nèi)容不會(huì)在讀取MSB和LSB之間更新。這就意味著一旦開始讀取數(shù)據(jù)（無論是先讀MSB還是LSB），寄存器中的那一組數(shù)據(jù)就被“鎖定”，直到兩部分都被讀取完畢。這樣可以確保你讀取的MSB和LSB是同一測(cè)量時(shí)刻的數(shù)據(jù)，避免了讀取到代表不同采樣時(shí)刻的數(shù)據(jù)。 簡(jiǎn)而言之，BDU位的作用是確保在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，輸出寄存器的內(nèi)容保持穩(wěn)定，從而避免讀取到拼湊或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。這對(duì)于需要高精度和穩(wěn)定性的應(yīng)用尤為重要。 可以向CTRL3 (12h)的BDU寄存器寫入1進(jìn)行開啟。

對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,如下所示。

/* Enable Block Data Update */
  lis2mdl_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

設(shè)置速率

速率可以通過CFG_REG_A (60h)的ODR設(shè)置速率。

設(shè)置速率可以使用如下函數(shù)。

/* Set Output Data Rate */
  lis2mdl_data_rate_set(&dev_ctx, LIS2MDL_ODR_10Hz);

啟用偏移消除

LIS2MDL 磁力計(jì)的配置寄存器（CFG_REG_B）的OFF_CANC - 這個(gè)位用于啟用或禁用偏移消除。 這意味著每次磁力計(jì)準(zhǔn)備輸出新的測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，它都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行偏移校準(zhǔn)，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這通常用于校準(zhǔn)傳感器，以消除由于傳感器偏移或環(huán)境因素引起的任何誤差。

/* Set / Reset sensor mode */
  lis2mdl_set_rst_mode_set(&dev_ctx, LIS2MDL_SENS_OFF_CANC_EVERY_ODR);

開啟溫度補(bǔ)償

開啟溫度補(bǔ)償可以通過CFG_REG_A (60h)的COMP_TEMP_EN進(jìn)行配置。

/* Enable temperature compensation */
  lis2mdl_offset_temp_comp_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

設(shè)置為連續(xù)模式

LIS2MDL 磁力計(jì) CFG_REG_A (60h) 配置寄存器的MD1 和 MD0 - 這兩個(gè)位用于選擇設(shè)備的工作模式。 00 - 連續(xù)模式，設(shè)備連續(xù)進(jìn)行測(cè)量并將結(jié)果放在數(shù)據(jù)寄存器中。 01 - 單次模式，設(shè)備進(jìn)行單次測(cè)量，然后返回到空閑模式。 10 和 11 - 空閑模式，設(shè)備被置于空閑模式，但I2C和SPI接口仍然激活

/* Set device in continuous mode */
  lis2mdl_operating_mode_set(&dev_ctx, LIS2MDL_CONTINUOUS_MODE);

輪詢讀取數(shù)據(jù)

對(duì)于數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好，可以查看STATUS_REG (67h)的Zyxda位，判斷是否有新數(shù)據(jù)到達(dá)。

uint8_t reg;
    /* Read output only if new value is available */
    lis2mdl_mag_data_ready_get(&dev_ctx, &reg);

數(shù)據(jù)OUTX_L_REG(68h)-OUTZ_H_REG(6Dh)獲取。

/* Read magnetic field data */
      memset(data_raw_magnetic, 0x00, 3 * sizeof(int16_t));
      lis2mdl_magnetic_raw_get(&dev_ctx, data_raw_magnetic);
      magnetic_mG[0] = lis2mdl_from_lsb_to_mgauss(data_raw_magnetic[0]);
      magnetic_mG[1] = lis2mdl_from_lsb_to_mgauss(data_raw_magnetic[1]);
      magnetic_mG[2] = lis2mdl_from_lsb_to_mgauss(data_raw_magnetic[2]);

主程序

/* USER CODE BEGIN 2 */
    printf("123123123n");
  /* Initialize mems driver interface */
  stmdev_ctx_t dev_ctx;
  dev_ctx.write_reg = platform_write;
  dev_ctx.read_reg = platform_read;
  dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;

  HAL_GPIO_WritePin(LIS2MDL_CS_GPIO_Port, LIS2MDL_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);

  /* Wait sensor boot time */
  platform_delay(BOOT_TIME);



  /* Check device ID */
  lis2mdl_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);
    printf("LIS2MDL_ID=0x%x,whoamI=0x%xn",LIS2MDL_ID,whoamI);
  if (whoamI != LIS2MDL_ID)
    while (1) {
      /* manage here device not found */
    }

  /* Restore default configuration */
  lis2mdl_reset_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

  do {
    lis2mdl_reset_get(&dev_ctx, &rst);
  } while (rst);

  /* Enable Block Data Update */
  lis2mdl_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);
  /* Set Output Data Rate */
  lis2mdl_data_rate_set(&dev_ctx, LIS2MDL_ODR_10Hz);
  /* Set / Reset sensor mode */
  lis2mdl_set_rst_mode_set(&dev_ctx, LIS2MDL_SENS_OFF_CANC_EVERY_ODR);
  /* Enable temperature compensation */
  lis2mdl_offset_temp_comp_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);
  /* Set device in continuous mode */
  lis2mdl_operating_mode_set(&dev_ctx, LIS2MDL_CONTINUOUS_MODE);
  /* USER CODE END 2 */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {

    uint8_t reg;
    /* Read output only if new value is available */
    lis2mdl_mag_data_ready_get(&dev_ctx, ®);

    if (reg) {
      /* Read magnetic field data */
      memset(data_raw_magnetic, 0x00, 3 * sizeof(int16_t));
      lis2mdl_magnetic_raw_get(&dev_ctx, data_raw_magnetic);
      magnetic_mG[0] = lis2mdl_from_lsb_to_mgauss(data_raw_magnetic[0]);
      magnetic_mG[1] = lis2mdl_from_lsb_to_mgauss(data_raw_magnetic[1]);
      magnetic_mG[2] = lis2mdl_from_lsb_to_mgauss(data_raw_magnetic[2]);
      printf("Magnetic field [mG]:%4.2ft%4.2ft%4.2frn",magnetic_mG[0], magnetic_mG[1], magnetic_mG[2]);

      /* Read temperature data */
      memset(&data_raw_temperature, 0x00, sizeof(int16_t));
      lis2mdl_temperature_raw_get(&dev_ctx, &data_raw_temperature);
      temperature_degC = lis2mdl_from_lsb_to_celsius(data_raw_temperature);
      printf("Temperature [degC]:%6.2frn",temperature_degC); 

    }        
        HAL_Delay(10);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

演示

審核編輯：湯梓紅