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我拿到的开发板实际板载的 MCU 是 GD32F310G8,QFN28pin 封装,基于 ARM CORTEX M4 内核,主频 72MHz, 芯片内置 64KB flash,8KB SRAM, 两路 I2C 外设。

整体概述

首先感谢极术社区给我试用GD32开发板的机会,让我体验一下近几年国产MCU开发体验。该芯片是基于arm cortex-M4内核,主频72Mhz,flash 64k,ram 8k,以及丰富的外设。

本次试用是一个读取三轴加速度计的实验,主要使用的是硬件iic。

硬件连接

传感器介绍

SC7A20 是一款高精度 12bit 数字三轴加速度传感器芯片,内置功能 更丰富,功耗更低,体积更小,测量更精确。

芯片通过 IC²/SPI 接口与 MCU 通信,加速度测量数据以中断方式或 查询方式获取。INT1和INT2中断管脚提供多种内部自动检测的中断信号, 适应多种运动检测场合,中断源包括 6D/4D 方向检测中断信号、自由落体 检测中断信号、睡眠和唤醒检测中断信号、单击和双击检测中断信号。

芯片内置高精度校准模块,对传感器的失调误差和增益误差进行精确补偿。 ±2G、±4G、±8G 和±16G 四种可调整的全量程测量范围,灵活测量外 部加速度,输出数据率 1HZ 和 400HZ 间可选。

软件功能

该软件主要使用了GD32开发板的硬件iic,外部中断以及串口,这三部分功能,串口的配置在其他文章的当中已经有叙述,本文只主要介绍iic和外部中断的使用.

硬件iic 初始化gpio 在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计-gd32f103例程

配置硬件iic

在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计-gd32f103例程1

根据厂商提供的库函数(具体参考gd32f3x0_i2c.c文件),我们可以很容易的初始化iic。剩下的就是对传感器进行配置了,该传感器需要配置寄存器较多,厂商直接提供了一份demo程序,只需要适配读取写入的接口就可以很快的使用了。

在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计-gd32f103例程2

我需要做的就是把iic的读取和写入进行适配适配函数如下:

void I2C_LeaderWrite(uint16_t followerAddress, , uint8_t targetAddress, uint8_t *txBuff, uint8_t numBytes) { /* wait until I2C bus is idle */ while (i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY)) ; /* send a start condition to I2C bus */ i2c_start_on_bus(I2C0); /* wait until SBSEND bit is set */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND)) ; /* send slave address to I2C bus */ i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_TRANSMITTER); /* wait until ADDSEND bit is set */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND)) ; /* clear ADDSEND bit */ i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND); /* wait until the transmit data buffer is empty */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE)) ; for (i = 0; i < numBytes; i++) { /* data transmission */ i2c_data_transmit(I2C0, txBuff[i]); /* wait until the TBE bit is set */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE)) ; } /* send a stop condition to I2C bus */ i2c_stop_on_bus(I2C0); /* wait until stop condition generate */ while (I2C_CTL0(I2C0) & 0x0200) ; } void I2C_LeaderRead(uint16_t followerAddress, uint8_t targetAddress, uint8_t *rxBuff, uint8_t numBytes) { /* wait until I2C bus is idle */ while (i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY)) ; /* send a start condition to I2C bus */ i2c_start_on_bus(I2C0); /* wait until SBSEND bit is set */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND)) ; /* send slave address to I2C bus */ i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_TRANSMITTER); /* wait until ADDSEND bit is set */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND)) ; /* clear the ADDSEND bit */ i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND); /* wait until the transmit data buffer is empty */ while (SET != i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE)) ; /* enable I2C0*/ i2c_enable(I2C0); /* send the EEPROMs internal address to write to */ i2c_data_transmit(I2C0, targetAddress); /* wait until BTC bit is set */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_BTC)) ; /* send a start condition to I2C bus */ i2c_start_on_bus(I2C0); /* wait until SBSEND bit is set */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND)) ; /* send slave address to I2C bus */ i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_RECEIVER); /* wait until ADDSEND bit is set */ while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND)) ; /* clear the ADDSEND bit */ i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND); /* while there is data to be read */ for (int i = 0; i < numBytes; i++) { /* code */ /* read a data from I2C_DATA */ rxBuff[i++] = i2c_data_receive(I2C0); /* send a stop condition */ i2c_stop_on_bus(I2C0); } /* wait until the stop condition is finished */ while (I2C_CTL0(I2C0) & 0x0200) ; /* enable acknowledge */ i2c_ack_config(I2C0, I2C_ACK_ENABLE); i2c_ackpos_config(I2C0, I2C_ACKPOS_CURRENT); }

然后把这两个函数适配:

在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计-gd32f103例程3

然后对传感器进行设置

在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计-gd32f103例程4

外部中断

使用外部中断可以使用用于唤醒mcu,这对设计低功耗的产品很有意义,当传感器超过设定的阈值的时候,那么就会产生一个中断来通知mcu,需要进一步的处理数据,外部中断的配置如下所示: void exit_wakeup_interrupt_config(void) { /* configure the priority group */ nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2); /* enable the key wakeup clock */ rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); rcu_periph_clock_enable(RCU_CFGCMP); /* configure button pin as input */ gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0); /* enable and set key wakeup EXTI interrupt to the higher priority */ nvic_irq_enable(EXTI0_1_IRQn, 2U, 0U); /* connect key wakeup EXTI line to key GPIO pin */ syscfg_exti_line_config(EXTI_SOURCE_GPIOA, EXTI_SOURCE_PIN0); /* configure key wakeup EXTI line */ exti_init(EXTI_0, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_FALLING); exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0); }

数据处理

由于我们使用的是三轴传感器,对于姿态位置的计算并不是很精确,因此,此处只用简单角度计算,倾角的计算原理如下

在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计-gd32f103例程5在GD32F310G-START开发板上读取三轴加速度计-gd32f103例程6

计算代码如下:

#define DEG_TO_RAD(x) ((x) * 0.01745329252) #define RAD_TO_DEG(x) ((x) * 57.2957795131) void angle_calculation() { double pitch, roll, paw; pitch = atan(xyz_mg[X] / sqrt(pow(xyz_mg[Y], 2) + pow(xyz_mg[Z], 2))); roll = atan(xyz_mg[Y] / sqrt(pow(xyz_mg[X], 2) + pow(xyz_mg[Z], 2))); paw = atan(sqrt(pow(xyz_mg[X], 2) + pow(xyz_mg[Y], 2)) / xyz_mg[Z]); printf(“[RAD]pitch:%.2f | roll:%.2f | paw:%.2f rn”, pitch, roll, paw); printf(“[DEG]pitch:%.2f° | roll:%.2f° | paw:%.2f° rn”, RAD_TO_DEG(pitch), RAD_TO_DEG(roll), RAD_TO_DEG(paw)); }

审核编辑:刘清

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