STM32中使用MMA7660重力加速度传感器

绝地灬酷狼 2022-08-06 11:08 405阅读 0赞

最近在项目中要用到飞思卡尔的MMA7660这一款传感器，我在STM32中使用的是模拟I2C来读写它的寄存器，闲话不多说，代码如下：

1、IO引脚配置和模拟I2C的方法

/******************** (C) COPYRIGHT 2015 ASTO **************************
     @* 文件名  ：mma7660.c
     @* 描述    ：飞思卡尔的MMA7660系列重力加速度传感器         
     @* 开发平台：STM32F103CBT6系列处理器
     @* 通信方式：I2C
     @* 硬件连接： ------------------------------
     *           | PB1  		: 中断引脚		|
     *           | PB10 		: SCL数据线		|
     *           | PB11 		: SDA数据线		|
     *            ------------------------------
     @* 库版本  ：ST3.5.0
     @* 开发者  ：POWER
    ************************************************************************/
    
    #include "stm32f10x.h"
    #include "mma7660.h"
    #include "delay.h"
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：MMA7660中断向量表配置
     * 参数：	 无
     *       
     * 函数返回值：无   
     *=========================================================   
     */
    static void MMA7660_NVIC_Config(void)
    {
    	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
    	/* Enable the EXTI1 Interrupt */
    	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = MMA7660_INT_IRQ; //中断通道
    	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =  1;  //抢占优先级
    	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//次优先级
    	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  //通道中断使能
    	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化中断
    }
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：MMA7660中断线配置
     * 参数：	 无
     *       
     * 函数返回值：无   
     *=========================================================   
     */
    static void MMA7660_ExtiInit(void)
    {
    	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    	MMA7660_NVIC_Config();
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    	  
    	//配置MMA7660模块发生相应的事件后中断配置
    	GPIO_EXTILineConfig(MMA7660_INT_PORT_SRC, MMA7660_INT_SOURCE);	
    	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = MMA7660_INT_LINE;	//中断线
    	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//使用中断方式触发模式（另外还有事件方式触发模式）
    	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = MMA7660_INT_MODE; //中断信号触发边沿
    	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断线使能
    	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //初始化中断 
    }
    
    /*
     **********************************************************
     *
     * IIC总线模拟程序
     *
     **********************************************************
     */
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：MMA7660端口状态配置
     * 参数：	 无
     *       
     * 函数返回值：无   
     *=========================================================   
     */
    void MMA7660_Init(void)
    {
    	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    	
    	//中断引脚配置
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;			
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_IN_FLOATING;  	// 浮空输入
    	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);				 	// 选择B端口
    	
    	//SCL数据线配置
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 ;			
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_Out_PP;		  	// 普通推挽输出
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 	// 最高输出速率50MHz
    	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);				 	// 选择B端口
    	
    	//SDA数据线配置
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 ;			
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_Out_OD;		  	// 开漏输出
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 	// 最高输出速率50MHz
    	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);				 	// 选择B端口
    	
    	MMA7660_ExtiInit();	 //中断配置
    	
    	MMA7660_Begin(); 	//MMA7660寄存器配置
    }
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：MMA7660的SDA数据线配置，这里作为输出用
     * 参数：	 无
     *       
     * 函数返回值：无   
     *=========================================================   
     */
    void MMA_SDA_IOOUT(void)
    { 
    	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    	
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 ;			
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_Out_OD;		  	// 开漏输出
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 	// 最高输出速率50MHz
    	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);				 		// 选择B端口
    }
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：MMA7660的SDA数据线配置，这里作为输入用
     * 参数：	 无
     *       
     * 函数返回值：无   
     *=========================================================   
     */
    void MMA_SDA_IOIN(void)
    { 
    	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    	RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    	
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 ;			
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_IN_FLOATING;  // 浮空输入
    	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);				 	// 选择B端口
    }
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：IIC总线初始化信号
     * 参数：无
     * 函数返回值：无 
     * SDA    ---
     *           |________
     * SCL ----------
     *               |____  
     *=========================================================   
     */
    void I2C_Start(void)
    {
    	MMA7660_SCL_H;
    	MMA7660_SDA_H;
    	Delayus(1);
    	MMA7660_SDA_L;
    	Delayus(1);  
    }
     
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：IIC总线停止信号
     * 参数：无
     * 函数返回值：无 
     * SDA        ---------
     *      ______|
     * SCL   ---------
     *                |___
     *=========================================================   
     */
    void I2C_Stop(void)
    {
    	MMA7660_SCL_H;
    	MMA7660_SDA_L;
    	Delayus(1);
    	MMA7660_SDA_H;
    	Delayus(1);
    }
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：接收由从机向主机发起的ACK信号。
     * 参数：	 ACKBIT
     *          
     * 函数返回值：MMA_ERROR/MMA_OK   
     *=========================================================   
     */
    uint8_t I2C_SlaveAck(void)
    {
    	uint8_t ts=0;
    	MMA7660_SCL_L;
    	MMA7660_SDA_H;
    	
    	MMA_SDA_IOIN();					//SDA设为输入
    	Delayus(1);
    	MMA7660_SCL_H;
    	
    	while(MMA7660_SDA_D!=0) {
    		ts++;
    		if(ts>200) {
    			MMA_SDA_IOOUT();			//SDA设为输出
    			MMA7660_SCL_L;
    			return MMA_ERROR;			//返回错误	
    		}
    	}
    	MMA7660_SCL_L;
    	MMA_SDA_IOOUT();					//SDA设为输出
    	//MMA7660_SDA_H;
    	Delayus(1);
    	return MMA_OK;					//返回错误	  
    }
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：IIC写一个字节数据
     * 参数： 	 a：需要写入的一个字节数据
     * 函数返回值：无
     *=========================================================   
     */
    void I2C_WriteByte(uint8_t a) 
    {
    	uint8_t i; 
    	for(i=0; i<8; i++)
    	{	  	
        	MMA7660_SCL_L;
    		if((a&0x80)!=0) MMA7660_SDA_H;
        	else MMA7660_SDA_L;
        	a <<= 1;
    		Delayus(1);
    		MMA7660_SCL_H;
        	Delayus(1);
    	}
    	   
    	MMA7660_SCL_L;  
    	if(I2C_SlaveAck()==MMA_ERROR) {		//等待从机的ACK信号
    		return ;
    	}
    }
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：IIC读一个字节数据
     * 参数：无
     * 函数返回值：返回读出的一个字节数据
     *=========================================================   
     */
    uint8_t I2C_ReadByte(void)
    {
    	uint8_t a =0;
    	uint8_t i;
    	MMA_SDA_IOIN();					//SDA设为输入	
    	for(i=0; i<8; i++) {
     		a <<= 1;  
    		MMA7660_SCL_H;
    		Delayus(1);
    		if(MMA7660_SDA_D==1) a |= 0x01;
    		Delayus(1);
    		MMA7660_SCL_L;
    	  	Delayus(2);	   
    	}
    	return a;
    }

2、MMA相关的代码

/*
     **********************************************************
     *
     * MMA7660相关函数
     *
     **********************************************************
     */
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：写MAA7660寄存器
     * 参数：     
     *       Regs_Addr - 寄存器地址
     *       Regs_Data - 寄存器值
     * 函数返回值：
     *=========================================================   
     */
    void MMA7660_WriteReg(uint8_t Regs_Addr,uint8_t Regs_Data) 
    {  
    	I2C_Start();
    	I2C_WriteByte(MMA7660_DEV_WRITE); 	//先写Slave地址，并配置成写模式
    	I2C_WriteByte(Regs_Addr);    		//写寄存器地址
    	I2C_WriteByte(Regs_Data);    		//写寄存器内容
    	I2C_Stop();                  		//结束本段IIC进程
    }
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：读MAA7660单字节
     * 参数
     *       Regs_Addr - 寄存器地址
     * 函数返回值：寄存器值
     *=========================================================   
     */
    uint8_t MMA7660_ReadReg(uint8_t Regs_Addr) 
    {
    	uint8_t ret;
    	
    	I2C_Start();
    	
    	I2C_WriteByte(MMA7660_DEV_WRITE); 	//先写Slave地址，并配置成写模式
    	I2C_WriteByte(Regs_Addr);    		//写寄存器地址
    	
    	I2C_Start();
    	I2C_WriteByte(MMA7660_DEV_READ);  	//写Slave地址，并配置成读模式
    	ret=I2C_ReadByte();					//从传感器中读出数据
    	I2C_SlaveAck();
    	I2C_Stop();                  		//结束本段IIC进程 
    	
    	return ret;
    
    } 
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：读MAA7660加速度输出
     * 参数  :
     *       Regs_Addr - 加速度寄存器地址
     * 函数返回值：加速度值
     *=========================================================   
     */
    uint8_t MMA7660_GetResult(uint8_t Regs_Addr) 
    {
       uint8_t ret;
       
       // 等待转换完成并取出值   
       ret=MMA7660_ReadReg(Regs_Addr);
    
       while(ret&0x40) {
       		ret=MMA7660_ReadReg(Regs_Addr);	//数据更新，重新读
       }
     
       return ret;
    }
    
    
    /*
     *=========================================================
     * 函数功能：MAA7660寄存器配置，决定MMA7660工作方式
     * 参数  :
     *       
     * 函数返回值：无
     *=========================================================   
     */
    void MMA7660_Begin(void)
    {
    	MMA7660_WriteReg(MMA7660_MODE,0x00);			//standby mode	//首先必须进入standby模式才能更改寄存器
    	MMA7660_WriteReg(MMA7660_SPCNT,0x00);			//No Sleep Count
    	MMA7660_WriteReg(MMA7660_INTSU,0xE3);//0xE0 will be OK //original value: 0x03			//Configure GINT Interrupt
    	MMA7660_WriteReg(MMA7660_PDET,0xE0); //orginal value: 0xE0			//No tap detection enabled
    	MMA7660_WriteReg(MMA7660_SR,0x02); //orginal value: 0x34				//8 samples/s,TILT debounce filter=2
    	MMA7660_WriteReg(MMA7660_PD,0x00);	//original value: 0x00			//No tap detection debounce count enabled
    	MMA7660_WriteReg(MMA7660_MODE,0x41);//original value: 0x41			//Active Mode,INT= push-pull and active low	
    }

3、头文件定义

#ifndef _MMA7660_H_
    #define _MMA7660_H_
    
    //硬件定义
    #define MM_INT  	GPIO_Pin_1		//	PB1
    #define MM_SCL  	GPIO_Pin_10		//	PB10
    #define MM_SDA  	GPIO_Pin_11		//	PB11
    
    /*
     **********************************************************
     *
     * 中断线配置，低电平触发
     *
     **********************************************************
     */
    #define		MMA7660_INT_GPIO_SRC		GPIOB					//外设组
    #define		MMA7660_INT_PORT_SRC    	GPIO_PortSourceGPIOB	//中断引脚组
    #define		MMA7660_INT_IRQ       		EXTI1_IRQn				//中断号
    #define		MMA7660_INT_SOURCE   		GPIO_PinSource1			//中断源  	
    #define		MMA7660_INT_LINE		    EXTI_Line1				//中断线
    #define		MMA7660_INT_MODE      		EXTI_Trigger_Falling	//中断触发方式
    
    /*
     **********************************************************
     *
     * 相关宏定义
     *
     **********************************************************
     */
    //==========模拟IIC==================//
    #define MMA_ERROR			0
    #define MMA_OK				1
    #define I2C_NOACK			0
    #define I2C_ACK				1
    #define MMA7660_SDA			GPIO_Pin_10		//	PB10 //IIC数据线接口
    #define MMA7660_SCL			GPIO_Pin_11		//	PB11 //IIC时钟线接口
    #define MMA7660_INT			GPIO_Pin_1		//	PB1  //中断线接口 
    
    #define	MMA7660_INT_D	GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1)	//PB1读数据
    
    #define	MMA7660_SDA_D	GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11)	//PB11读数据
    #define	MMA7660_SDA_H   GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_11)	 // PB11 高电平
    #define	MMA7660_SDA_L   GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_11)	 // PB11 低电平
    						
    #define	MMA7660_SCL_H   GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10)	 // PB10 高电平
    #define	MMA7660_SCL_L   GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10)	 // PB10 低电平
    
    
    //==========MMA7660 寄存器地址==================//
    #define MMA7660_XOUT  0x00   // 6-bit output value X 
    #define MMA7660_YOUT  0x01   // 6-bit output value Y 
    #define MMA7660_ZOUT  0x02   // 6-bit output value Z
    #define MMA7660_TILT  0x03   // Tilt Status 
    #define MMA7660_SRST  0x04   // Sampling Rate Status
    #define MMA7660_SPCNT 0x05   // Sleep Count
    #define MMA7660_INTSU 0x06   // Interrupt Setup
    #define MMA7660_MODE  0x07   // Mode
    #define MMA7660_SR    0x08   // Auto-Wake/Sleep and 
                          		 // Portrait/Landscape samples 
                          		 // per seconds and Debounce Filter
    #define MMA7660_PDET  0x09   // Tap Detection
    #define MMA7660_PD    0x0A   // Tap Debounce Count
    
    
    //=========MMA7660 功能参数==================//
    #define MMA7660_DEV_ADDR   0x4C //Normally,can range 0x08 to 0xEF
    #define MMA7660_DEV_WRITE  MMA7660_DEV_ADDR<<1 | 0x00
    #define MMA7660_DEV_READ   MMA7660_DEV_ADDR<<1 | 0x01
    
    
    /*
     **********************************************************
     *
     * 全局函数声明
     *
     **********************************************************
     */
    void MMA7660_Init(void);								//SCL,INT端口输出配置
    void MMA_SDA_IOOUT(void);								//SDA端口配置为输出
    void MMA_SDA_IOIN(void);								//SDA端口配置为输入
    void I2C_Start(void);									//开始信号
    void I2C_Stop(void);									//结束信号
    uint8_t I2C_SlaveAck(void);						//应答信号
    void I2C_WriteByte(uint8_t a);					//写一字节
    uint8_t I2C_ReadByte(void);						//读一字节
    void MMA7660_WriteReg(uint8_t Regs_Addr,uint8_t Regs_Data); //写寄存器
    uint8_t MMA7660_ReadReg(uint8_t Regs_Addr);	//读寄存器
    uint8_t MMA7660_GetResult(uint8_t Regs_Addr); //读加速度
    void MMA7660_Begin(void);								  //开始传送前的寄存器值设置
    
    
    /*
     **********************************************************
     *
     * 全局定义
     *
     **********************************************************
     */
    
    
    #endif /* _MMA7660_H_ */

4、中断处理函数

#if MMA7660_EN > 0u
    #include "mma7660.h"

/*******************************************************************************
    * Function Name  : EXTI1_IRQHandler
    * Description    : This function handles External lines 1 interrupt request.
    * Input          : None
    * Output         : None
    * Return         : None
    *******************************************************************************/
    void EXTI1_IRQHandler(void)
    {
    	OSIntEnter(); 	 //用于统计中断的嵌套层数，对嵌套层数+1，请注意：这适用于有内核参与的中断
    	
    	if(EXTI_GetITStatus(MMA7660_INT_LINE) != RESET) //如果检测到状态位置位
    	{		
    		EXTI_ClearITPendingBit(MMA7660_INT_LINE); 	//清除中断标志位
    		
    		//发送信号量给相应的MMA7660任务控制块
    		if (!GPIO_ReadInputDataBit(MMA7660_INT_GPIO_SRC, GPIO_Pin_1)) {	//如果读取到的是低电平，则表明产生了重力传感器事件
    			OS_ERR err;
    			
    			MMA7660_ReadReg(MMA7660_TILT);//读取TILT寄存器，清除中断，以便下次再进入中断			
    			
    			//使用发送信号量的方式
    			//第二个参数：1. OS_OPT_POST_NONE表明在发布任务信号量之后调用任务调度程序
    			//			  2. OS_OPT_POST_NO_SCHED则OSTaskSemPost后不会调用调度程序
    			OSTaskSemPost(&MMA7660_TCB,
    					  	  OS_OPT_POST_NONE,
    					  	  &err);	
    		}	
    	}
    	
    	OSIntExit();//对嵌套层数减1，在退出中断前启动任务调度（适用于有u/COS-III内核参与的中断）
    }
    #endif

5、主函数调用

在main函数中调用如下代码即可：

#if MMA7660_EN > 0u			/* MMA7660重力传感器初始化 */
    		MMA7660_Init();	
    	#endif