Sensor BMI160-加速度计 陀螺仪传感器

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SPI接法
IIC接法

最近在搞一个和加速度计相关的项目,所以接触到的传感器比较多,现在写一个总结吧,防止后来者和我一样走这么多的弯路。
  首先看到的是引脚图,如果驱动不了应该首先排除硬件的问题:
SPI接法

IIC接法

接着我们就着重看下面的几个寄存器:

传感器名(读/写)寄存器号功能
CHIPID®0x00芯片的ID,一般用来看驱动是否正常,固定值0xD1
PMU_STATUS®0x03显示当前各传感器的电源模式,分normal\low_power\suspend三种模式
ACC_CONF(RW)0x40设置输出数据速率、 带宽和加速度传感器读取的模式
ACC_RANGE0x41允许选择的加速度 g 范围
GYR_CONF(RW)0x42在传感器中设置输出数据速率、 带宽和陀螺仪读取的模式。
GYR_RANGE(RW)0x43定义 BMI160 角速度测量范围
INT_EN(RW)0x50-0x52启用各种中断,包括加速度数据、角速度数据和各种特殊功能的中断,使能后映射到INT1上输出,就可以触发单片机的外部中断了。
INT_OUT_CTRL(RW)0x53输出控制,包括输出使能,触发电平、边沿和输出模式(推挽和开漏)
INT_LATCH(RW)0x54设置中断锁存模式(不是很懂,一开始就是锁存了所以一直没有中断输出…,后来关掉就好了)
CMD®0x7E命令寄存器触发操作,如 softreset、 NVM 编程等。特殊的如:start_foc、acc_set_pmu_mode、gyr_set_pmu_mode、mag_set_pmu_mode、prog_nvm、fifo_flush、int_reset、softreset、step_cnt_clr

接下来就是各种特殊功能寄存器了,就不多说了,用哪个配置那个就可以了
重点说下这个计步的功能吧,现在还比较火:

传感器名(读/写)寄存器号功能
STEP_CONF(RW)0x7A-0x7B步数检测的配置,包括Normal mode,Sensitive mode,Robust mode三种也可以自己配置
STEP_CNT®0x78-0x79直接从这两个寄存器中读出记得步数,要注意的是范围是-32768——32768

下面的代码片是计步的初始化,用的是STM32F405:

void bmi160_init(void)
{
    uint8_t ui8Status = 0;
    uint8_t ui8Attempts = 20;
	uint8_t Device_ID;
	
	BMI160_SPI_Init();
	kprintf("BMI160 Init Ok.\n");
	BMI160_CS=1;			//SPI片选取消

    // Reset the BMI160 sensor
    bmi160_reset();

    // Put accel and gyro in normal mode.
    while (ui8Status != 0x20 && ui8Attempts--)
    {
			BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_CMD, 0x12);//设置加速度计为	low_power
			BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_CMD, 0x14);//设置陀螺仪			suspend
			delay_ms(1);                 
      ui8Status = BMI160_Read_Reg(AM_DEVICES_BMI160_PMU_STATUS);//读加速度和陀螺仪是否初始化为low_power suspend
    }
   // BMI160 not in correct power mode
    if (!ui8Attempts)
    {
      return;
    }
 			kprintf("PMU_STATUS:0x%X \r\n",ui8Status);
		
		BMI160_Write_Reg( AM_DEVICES_BMI160_STEP_CONF_0, 0x15);//计步功能
		BMI160_Write_Reg( AM_DEVICES_BMI160_STEP_CONF_1, 0x0B);
    BMI160_Write_Reg( AM_DEVICES_BMI160_ACC_RANGE, 0x05);//设置加速度计+-4g
    
		// Read status register to clear it.
    ui8Status = BMI160_Read_Reg(AM_DEVICES_BMI160_ERR_REG);//读错误状态寄存器清ui8Status
                                           
    // Enable INT 1 output as active high
    BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_INT_OUT_CTRL, 0x0A);//输出使能INT1引脚,高电平活跃
                                
		//INT1 Set
		// Map INT1 to the Step detection interrupt
		BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_INT_MAP_1, 0x80);//映射INT1到 watermark中断

		// Enable INT 1 as FIFO watermark
		BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_INT_EN_1, 0x10);//使能data-ready
}
//得到步数
void bmi160_getStep(short *rawStep)
{
  uint8_t buf[2];
	
	buf[0]= BMI160_Read_Reg(AM_DEVICES_BMI160_STEP_CNT_1);
	buf[1]= BMI160_Read_Reg(AM_DEVICES_BMI160_STEP_CNT_0);
	
	*rawStep=((uint16_t)buf[0]<<8)|buf[1];  
}

SPI的初始化(我一开始用的是EEPROM的SPI配置读写等,一直驱动不了,后来才突然发现是SPI的问题):

///////////////////以下为BMI160驱动////////////////////
void BMI160_SPI_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;
	
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);//使能SPI1时钟
 
  //GPIOF9,F10初始化设置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;//PB3~5复用功能输出	
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//100MHz
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_SPI1); //PI1复用为 SPI1
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_SPI1); //PI2复用为 SPI1
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_SPI1); //PI3复用为 SPI1

 
	//这里只针对SPI口初始化
	RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);//复位SPI1
	RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,DISABLE);//停止复位SPI1

	SPI_I2S_DeInit(SPI1); 
	SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
	SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;		//设置SPI工作模式:设置为主SPI
	SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;		//设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
	SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;		//串行同步时钟的空闲状态为高电平
	SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;	//串行同步时钟的第二个跳变沿(上升或下降)数据被采样
	SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;		//NSS信号由硬件(NSS管脚)还是软件(使用SSI位)管理:内部NSS信号有SSI位控制
	SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;		//定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
	SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;	//指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
	SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;	//CRC值计算的多项式
	SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器
 
	SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设

	SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输		 
}
 

//SPI1速度设置函数
//SPI速度=fAPB2/分频系数
//@ref SPI_BaudRate_Prescaler:SPI_BaudRatePrescaler_2~SPI_BaudRatePrescaler_256  
//fAPB2时钟一般为84Mhz:
void SPI1_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{
  assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));//判断有效性
	SPI1->CR1&=0XFFC7;//位3-5清零,用来设置波特率
	SPI1->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler;	//设置SPI1速度 
	SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); //使能SPI1
} 
//SPI1 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
	u8 result,Retry=0;//result:返回spi读写的结果; retry:失败重试次数

    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET)
    {
        Retry++;
        if(Retry>200) return 0;
    }
    SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData);
    while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET)
    {
        Retry++;
        if(Retry>200) return 0;
    }
    return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
    SPI_I2S_ClearFlag(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE);
}

//读取SPI寄存器值
//reg:要读的寄存器
u8 BMI160_Read_Reg(u8 reg)
{	
	u8 reg_val;	    
  BMI160_CS = 0;          //使能SPI传输	
	delay_ms(1);	
  SPI1_ReadWriteByte(reg|0x80);   //1.发送寄存器号 //Ored with "read request" bit
  reg_val=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//读取寄存器内容  // send a value of 0 to read the first byte returned:
  delay_ms(1);	
	BMI160_CS = 1;          //禁止SPI传输  		
  return(reg_val);           //返回状态值
}

//SPI写寄存器
//reg:指定寄存器地址
//value:写入的值
u8 BMI160_Write_Reg(u8 reg,u8 value)
{
	u8 status;	
  BMI160_CS=0;                 //使能SPI传输
  status =SPI1_ReadWriteByte(reg&0x7f);//2.发送寄存器号
  SPI1_ReadWriteByte(value);      //写入寄存器的值
  BMI160_CS=1;                 //禁止SPI传输	   
  return(status);       			//返回状态值
}

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