单片机 ADXL346 IIC通讯
2024-06-27 15:17:07
文章目录
- 一、简介
- 二、特性
- 三、示例代码
IIC协议链接
一、简介
ADXL346是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16 g。数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI（3线或4线）或I2C®数字接口访问。
ADXL346非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。它具有高分辨率(4 mg/LSB)，能够分辨不到1.0°的倾斜度变化。
- 该器件提供多种特殊检测功能。
- 活动和非活动检测功能通过比较任意轴上的加速度与用户设置的阈值来检测有无运动发生。
- 敲击检测功能可以检测任意方向的单击和双击动作。
- 自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。方向检测功能可以同时进行四位置和六位置检测，并5. 在方向变化时提供用户可选的中断功能，适用于2D或3D应用。
- 这些功能可以独立映射到两个中断输出引脚中的一个。
- 正在申请专利的集成式存储器管理系统采用32级先进先出(FIFO)缓冲器，可用于存储数据，从而将主机处理器负荷降至较低，并降低整体系统功耗。
低功耗模式支持基于运动的智能电源管理，从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。
二、特性
- 超低功耗：VS = 2.6 V（典型值）时，测量模式下低至23 μA，待机模式下低至0.2 μA
- 功耗随带宽自动按比例变化
- 用户可选的分辨率
- 10位固定分辨率
- 全分辨率，分辨率随g 范围提高而提高， ±16 g 时达到最高分辨率13位（在所有g范围内保持4 mg/LSB 的比例系数）
- 正在申请专利的嵌入式存储器管理系统采用FIFO技术，可将主机处理器负荷降至较低
- 单击/双击检测
- 活动/非活动监控
- 自由落体检测
- 方向检测功能支持四位置和六位置同时检测
- 电源和I/O电压范围：1.7 V至2.75 V
- SPI（3线和4线）和I2C 数字接口
- 灵活的中断模式，可映射到任一中断引脚
三、示例代码
/* -----------------------------------------头文件-----------------------------------------*/
#include "ADXL346.h"
#include "math.h"/* -----------------------------------------宏定义-----------------------------------------*/
#if BrakeMode_EN/* -----------------------------------------结构体定义-------------------------------------*/
ADXL346_XYZ xdata XYZ_DATA = {0, 0, 0};
ADXL346_XYZ xdata XYZ_DATA1 = {0, 0, 0};
/******************
笔记：
1、DelayTick = 2
2、ADDR:SD0==0==0xA6 ; SD0==1==0x3A 【写命令0xA6 读命令0xA6|1】
*******************/
code IIC_TYPE ADXL346 = {2, 0xA6};
/* -----------------------------------------全局变量定义-----------------------------------*/
xdata uint8_t GET_DATA[6] = {0, 0, 0, 0, 0, 0}; //用于记录IIC返回的XYZ
xdata uint8_t Brake_Motion = 0; //当空间值大于阈值，即代表运动过
xdata uint8_t Motion_TIME = 0; //用于清除运动标记，计数2S左右，如果没有发生刹车则清零
xdata uint16_t Spatial_value_Cumulative = 0;
/* -----------------------------------------应用程序---------------------------------------*//*********************************************
函数名：ADXL346_Configuration
功 能：ADXL346器件初始化配置
形 参：INTI：1--初始化方向 0--不初始化方向
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/06/11
**********************************************/
void ADXL346_Configuration(const uint8_t INIT)
{IIC_Init(); // I2C初始化clr_EA;//关闭中断clr_EX0;P30_Input_Mode;ADXL346_Read_DATA(ACT_TAP_STATUS);//中断清零前,应读取ACT_TAP_STATUS寄存器ADXL346_Read_DATA(INT_SOURCE);//读取ADX346中断标志寄存器，读一次清空一次中断标记ADXL346_Write_DATA(POWER_CTL, 0x03); //设置时需进入休眠模式 1HZADXL346_Write_DATA(DATA_FORMAT, 0x0A); //+8g,寄存器0x31—DATA_FORMAT(读/写)--中断设为高电平有效--全分辨率模式--右对齐模式ADXL346_Write_DATA(BW_RATE, 0x0D); //相当于800 Hz的输出数据速率。即1.25ms采集一次if (INIT){/*竖立*/ADXL346_Write_DATA(OFSX, Factory_X); //写入X偏移量 -250校正为0ADXL346_Write_DATA(OFSY, Factory_Y); //写入Y偏移量 无偏移ADXL346_Write_DATA(OFSZ, Factory_Z); //写入Z偏移量 校正为0}ADXL346_Write_DATA(FIFO_CTL, 0xA8); //FIFO流模式 将触发模式下的触发事件链接至INT1/*中断配置*/ADXL346_Read_DATA(ACT_TAP_STATUS); //中断清零前,应读取ACT_TAP_STATUS寄存器ADXL346_Read_DATA(INT_SOURCE); //读取ADX346中断标志寄存器，读一次清空一次中断标记ADXL346_Write_DATA(INT_ENABLE, 0x00); //禁用 中断ADXL346_Write_DATA(THRESH_ACT, Activity_threshold); // 活动阈值 变化幅度>6ADXL346_Write_DATA(DUR, Activity_time); // 活动阈值时间 单位：16msADXL346_Write_DATA(THRESH_INACT, Static_threshold); // 静止阈值 变化幅度<6ADXL346_Write_DATA(TIME_INACT, Static_time); // 静止时间 单位：5sADXL346_Write_DATA(ACT_INACT_CTL, Active_static_any_axis_selection); // 活动静止任意轴选择 Z轴使能ADXL346_Write_DATA(INT_ENABLE, 0x00); //禁用 中断if (SystemReg.BrakeMode == 1){ADXL346_Off();ADXL346_Write_DATA(INT_ENABLE, 0x18); //开启动态、静止等中断模式，19页ADXL346_Write_DATA(INT_MAP, 0x00); //使能 中断 ININ1ADXL346_Write_DATA(POWER_CTL, 0x08); //测量模式}clr_EA;
}/*********************************************
函数名：ADXL346_Write_DATA
功 能：写 地址 数据
形 参：addr 地址 dat 数据
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/06/11
**********************************************/
void ADXL346_Write_DATA(const uint8_t addr, const uint8_t DATA)
{IIC_Start(); // 启动IIC_WriteByte(ADXL346.ADDR); // 设备地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_WriteByte(addr); // 发送寄存器地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_WriteByte(DATA); // 发送数据IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_Stop(); // 停止
}/*********************************************
函数名：ADXL346_Read_DATA
功 能：读地址数据
形 参：addr--寄存器地址
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/06/11
**********************************************/
uint8_t ADXL346_Read_DATA(const uint8_t addr)
{uint8_t GET_DATA = 0;IIC_Start(); // 启动IIC_WriteByte(ADXL346.ADDR); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_WriteByte(addr); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_Start(); // 启动IIC_WriteByte(ADXL346.ADDR | 1); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应GET_DATA = IIC_ReadByte(); // 获取数据IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_Stop(); // 停止return GET_DATA;
}/*********************************************
函数名：ADXL346_get_data
功 能：读取一次加速度值
形 参：
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/06/11
**********************************************/
void ADXL346_get_data(void)
{uint8_t i = 0;IIC_Start(); // 启动IIC_WriteByte(ADXL346.ADDR); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_WriteByte(0x32); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_Start(); // 启动IIC_WriteByte(ADXL346.ADDR | 1); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应for (i = 0; i < 6; i++){if (i == 5){GET_DATA[i] = IIC_ReceiveData(0);}else{GET_DATA[i] = IIC_ReceiveData(1);}}IIC_Stop(); // 停止if (Brake_Reg.Current_direction == 1 || Brake_Reg.Current_direction == 0){XYZ_DATA1.X = (int)((GET_DATA[5] << 8) | (GET_DATA[4])); //X轴XYZ_DATA1.Y = (int)((GET_DATA[3] << 8) | (GET_DATA[2])); //Y轴}else{XYZ_DATA1.X = (int)((GET_DATA[3] << 8) | (GET_DATA[2])); //Y轴XYZ_DATA1.Y = (int)((GET_DATA[5] << 8) | (GET_DATA[4])); //X轴}XYZ_DATA1.Z = (int)((GET_DATA[1] << 8) | (GET_DATA[0])); //Z轴
}/*********************************************
函数名：ADXL346_Off
功 能：进入暂停模式
形 参：
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/06/11
**********************************************/
void ADXL346_Off(void)
{IIC_Start(); // 启动IIC_WriteByte(ADXL346.ADDR); // 设备地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_WriteByte(0x2D); // 发送寄存器地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_WriteByte(0x04); // 发送数据IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_Stop(); // 停止
}uint16_t StopState_Time_S = 0;
/*********************************************
函数名：ADXL346_FIFORead
功 能：从缓冲器中读取一次32个值，并求平均值
形 参：pData：存储平均值后的XYZ值
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/08/30
使 用：
**********************************************/
#define ReadNum 7
void ADXL346_FIFORead(ADXL346_XYZ *pData)
{uint8_t i = 0, Loop = 0;int X = 0, Y = 0, Z = 0;uint16_t Spatial_value = 0;for (Loop = 0; Loop < ReadNum; Loop++){IIC_Start(); // 启动IIC_WriteByte(ADXL346.ADDR); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_WriteByte(0x32); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应IIC_Start(); // 启动IIC_WriteByte(ADXL346.ADDR | 1); // 发送地址IIC_Wait_ACK(); // 等待数据响应for (i = 0; i < 6; i++){if (i == 5){GET_DATA[i] = IIC_ReceiveData(0);}else{GET_DATA[i] = IIC_ReceiveData(1);}}IIC_Stop(); // 停止if (Brake_Reg.Current_direction == 1 || Brake_Reg.Current_direction == 0){X += (int)((GET_DATA[1] << 8) | (GET_DATA[0])); //X轴Y += (int)((GET_DATA[3] << 8) | (GET_DATA[2])); //Y轴}else{X += (int)((GET_DATA[3] << 8) | (GET_DATA[2])); //Y轴Y += (int)((GET_DATA[1] << 8) | (GET_DATA[0])); //X轴}Z += (int)(~((GET_DATA[5] << 8) | (GET_DATA[4])) + 1); //Z轴 已经做反向处理os_wait(K_IVL, 5, 0);//1ms}pData->X = X / ReadNum / 4;pData->Y = Y / ReadNum / 4;pData->Z = Z / ReadNum / 4;if (((abs(pData->X) * 0.9 < pData->Z) || (abs(pData->X) < pData->Z)) && ((abs(pData->Y) * 0.9 < pData->Z) || abs(pData->Y) < 30)) //判断是否为有效值 && abs(XYZ_DATA.Y) < XYZ_DATA.Z{Spatial_value = sqrt(pData->X * pData->X + pData->Y * pData->Y + pData->Z * pData->Z);//归一处理if (Spatial_value >= 5)//针对轻刹{if (Brake_Reg.Brake_OK < 250 && pData->Z > 0){Brake_Motion = 1;Motion_TIME = 0;if (Brake_Reg.Brake_OK < 8 && ++Brake_Reg.Brake_OK >= 7){Brake_Reg.Brake_OK = 7;}Spatial_value_Cumulative += Spatial_value; //累计加速度值if (Brake_Reg.Brake_OK > 3 && Brake_Reg.Motion_State > 0) //至少有三个连续动作{//**刹车Brake_Reg.Brake_OK = 0;Brake_Motion = 0;Spatial_value_Cumulative = 0;//Send_Data_To_UART0('&');Brake_Time_Add();//延迟刹车灯光}else if (Brake_Reg.Brake_OK > 2 && ((Spatial_value_Cumulative / Brake_Reg.Brake_OK) >= 9) && Brake_Reg.Motion_State > 0) //至少有两个连续动作{//**刹车Brake_Reg.Brake_OK = 0;Brake_Motion = 0;Spatial_value_Cumulative = 0;//Send_Data_To_UART0('&');Brake_Time_Add();//延迟刹车灯光}}}else{Brake_Reg.Brake_OK = 0;Spatial_value_Cumulative = 0;os_wait(K_IVL, 1, 0);//1ms}}else{Brake_Reg.Brake_OK = 0;os_wait(K_IVL, 1, 0);//1ms}//printf("%d,%d,0\n", (uint16_t) sqrt(pData->X * pData->X + pData->Y * pData->Y + pData->Z * pData->Z), (uint16_t)Brake_Reg.Motion_State);if (abs(pData->X - XYZ_DATA1.X) < 5 && abs(pData->Y - XYZ_DATA1.Y) < 5 && abs(pData->Z - XYZ_DATA1.Z) < 5) //是否相对静止{if (StopState_Time_S < 650 && ++StopState_Time_S > 600)//1min{StopState_Time_S = 0;if (Brake_Reg.StopState_Time < 250){Brake_Reg.StopState_Time++;}}if (Brake_Reg.StopState_Num < 40){Brake_Reg.StopState_Num++;}else{Brake_Reg.StopState_Num = 0;if (Brake_Reg.StopState_FLAG == 1){if (abs(pData->X) > 50 || abs(pData->Y) > 50){}else{ADXL346_jiaozhun();//Send_Data_To_UART0('&');Brake_Reg.StopState_FLAG = 0;Brake_Time_On = 40;}}}}else{/*关灯后，唤醒，重新激活*/if (Brake_Reg.StopState_Time >= 5){PWM_Change = 0;CoefficientVaue = 100;SystemReg.RunningState = 0;Brake_Reg.LEDOff = 1;}Brake_Reg.StopState_Num = 0;StopState_Time_S = 0;}if (abs(pData->X) > 4 || abs(pData->Y) > 4 || abs(pData->Z) > 4){if (Brake_Reg.Motion_State < 250 && ++Brake_Reg.Motion_State > 5){Brake_Reg.StopState_FLAG = 1; //运动过，可以用校准}}XYZ_DATA1 = *pData;//printf("%d,%d,%d-%d\n", pData->X, pData->Y, pData->Z, (uint16_t)Brake_Reg.StopState_Num);//printf("%d,%d,%d\n", (uint16_t)Brake_Reg.Motion_State, (uint16_t)Brake_Reg.Static_Keep, pData->Z);
}/*********************************************
函数名：ADXL346_jiaozhun
功 能：对各个方向进行一次校准
形 参：
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/09/16
使 用：
**********************************************/
void ADXL346_jiaozhun(void)
{static uint8_t i = 0;one:if (jiaozhun_LED) LED_RGB(4);//黄灯os_wait(K_IVL, 10, 0);//10ms/*清零*/ADXL346_Write_DATA(OFSX, 0);os_wait(K_IVL, 10, 0);//10msADXL346_Write_DATA(OFSY, 0);os_wait(K_IVL, 10, 0);//10msADXL346_Write_DATA(OFSZ, 0);os_wait(K_IVL, 250, 0);//250msADXL346_get_data();os_wait(K_IVL, 100, 0);//100ms//printf("(%d,%d,%d)\n", XYZ_DATA1.X, XYZ_DATA1.Y, XYZ_DATA1.Z);ADXL346_Write_DATA(OFSX, -(XYZ_DATA1.Z / 4));os_wait(K_IVL, 10, 0);//10msADXL346_Write_DATA(OFSY, -(XYZ_DATA1.Y / 4));os_wait(K_IVL, 10, 0);//10msADXL346_Write_DATA(OFSZ, -(XYZ_DATA1.X / 4));os_wait(K_IVL, 250, 0);//250ms/*获取一次当前值*/ADXL346_get_data();if (abs((XYZ_DATA1.Z / 4)) > 3 || abs((XYZ_DATA1.Y / 4)) > 3 || abs((XYZ_DATA1.X / 4)) > 3){//printf("[%d,%d,%d]\n", XYZ_DATA1.X / 4, XYZ_DATA1.Y / 4, XYZ_DATA1.Z / 4);if (i < 250 && ++i > 5){if (jiaozhun_LED) LED_OFF();Brake_Reg.StopState_FLAG = 0; //不可校准，防止不停校准ADXL346_Configuration(1);//初始化默认值return;}if (i >= 250) i = 0;os_wait(K_IVL, 5, 0);//5msgoto one;}//printf("(%d,%d,%d)\n", XYZ_DATA1.X / 4, XYZ_DATA1.Y / 4, XYZ_DATA1.Z / 4);Brake_Reg.Motion_State = 0;Brake_Reg.BrakeTriggerFlag = 0; //检测到没有刹车Brake_Reg.Collect_Tmr = 0;Brake_Reg.StopState_FLAG = 0; //不可校准，防止不停校准if (jiaozhun_LED) LED_OFF();i = 0;
}/*********************************************
函数名：ADXL346_INT_EN
功 能：ADXL346中断功能切换
形 参：
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/06/28
使 用：
**********************************************/
void ADXL346_INT_EN(const uint8_t En)
{if (En == 1){ADXL346_Write_DATA(INT_MAP, 0x00); //使能 中断 ININ1ADXL346_Write_DATA(DATA_FORMAT, 0x2B); //高电平中断、全分辨率ADXL346_Write_DATA(INT_ENABLE, 0x10); //使能 中断Brake_Reg.Interrupt = 0x10;/*外部引脚控制*/clr_EA;//关闭中断P30_Input_Mode;set_IT0;set_EX0;set_EA; // global enable bit}else{ADXL346_Write_DATA(INT_ENABLE, 0x00); //禁用 中断/*外部引脚控制*/clr_EX0;clr_EA;}
}/*********************************************
函数名：ADXL346_Motion_Quiet_Interrupt
功 能：切换加速度传感器的中断方式
形 参：ch--0x18 动静态中断 ch--0x10 动态中断
返回值：
备 注：
作 者：薛建强
时 间：2019/11/21
使 用：
**********************************************/
void ADXL346_Motion_Quiet_Interrupt(uint8_t ch)
{ADXL346_Read_IQn();os_wait(K_IVL, 10, 0);//10msADXL346_Off();os_wait(K_IVL, 10, 0);//10msADXL346_Write_DATA(INT_ENABLE, ch);//开启动态检测Brake_Reg.Interrupt = 0x10;os_wait(K_IVL, 5, 0);//5msADXL346_Write_DATA(INT_MAP, 0x00); //使能 中断 ININ1os_wait(K_IVL, 5, 0);//5msADXL346_Write_DATA(POWER_CTL, 0x08);//测量模式os_wait(K_IVL, 5, 0);//5msLowPower_Tmr = 180;Brake_Reg.Motion_State = 0;os_wait(K_IVL, 10, 0);//10ms
}void ADXL346_Read_IQn(void)
{ADXL346_Read_DATA(0x2B);//中断清零前,应读取ACT_TAP_STATUS寄存器ADXL346_Read_DATA(0x30);//读取ADX346中断标志寄存器，读一次清空一次中断标记
}
#endif#ifndef __ADXL346_H
#define __ADXL346_H
/* -----------------------------------------头文件-----------------------------------------*/
#include "main.h"
/* -----------------------------------------宏定义-----------------------------------------*/
#define DEVICE_ID 0X00 // 器件ID 0xE5
#define THRESH_TAP 0X1D // 敲击阈值
#define OFSX 0X1E // X轴偏移
#define OFSY 0X1F // Y轴偏移
#define OFSZ 0X20 // Z轴偏移
#define DUR 0X21
#define Latent 0X22
#define Window 0X23
#define THRESH_ACT 0X24
#define THRESH_INACT 0X25
#define TIME_INACT 0X26
#define ACT_INACT_CTL 0X27
#define THRESH_FF 0X28
#define TIME_FF 0X29
#define TAP_AXES 0X2A
#define ACT_TAP_STATUS 0X2B
#define BW_RATE 0X2C
#define POWER_CTL 0X2D
#define INT_ENABLE 0X2E
#define INT_MAP 0X2F
#define INT_SOURCE 0X30
#define DATA_FORMAT 0X31
#define DATA_X0 0X32
#define DATA_X1 0X33
#define DATA_Y0 0X34
#define DATA_Y1 0X35
#define DATA_Z0 0X36
#define DATA_Z1 0X37
#define FIFO_CTL 0X38
#define FIFO_STATUS 0X39
#define ADXL_READ 0X3B
#define ADXL_WRITE 0X3A//设置出厂值
#define Factory_X (-71)
#define Factory_Y (0)
#define Factory_Z (4)#define Activity_threshold 6 //活动阀值
#define Activity_time 16 //活动阈值时间 单位：ms
#define Static_threshold 6 //静止阀值
#define Static_time 5 //静止阈值时间 单位：s
#define Active_static_any_axis_selection 0x9F //活动静止任意轴选择 Z轴使能#define jiaozhun_LED 0 //是否打开校准灯
/* -----------------------------------------结构体定义-------------------------------------*/
typedef struct
{int X; //x轴数据int Y; //y轴数据int Z; //z轴数据
}ADXL346_XYZ;
extern ADXL346_XYZ xdata XYZ_DATA;
extern ADXL346_XYZ xdata XYZ_DATA1;
/* -----------------------------------------全局变量定义-----------------------------------*/
extern xdata uint8_t Brake_Motion;
extern uint16_t StopState_Time_S;
/* -----------------------------------------应用程序---------------------------------------*/
void ADXL346_Configuration(const uint8_t INIT);
void ADXL346_Write_DATA (const uint8_t addr,const uint8_t DATA);
uint8_t ADXL346_Read_DATA (const uint8_t addr);
void ADXL346_get_data (void); // 获得数据
void ADXL346_Off (void);
void ADXL346_INT_EN (const uint8_t En);
void ADXL346_FIFORead (ADXL346_XYZ *pData);void ADXL346_jiaozhun (void);
void ADXL346_Motion_Quiet_Interrupt(uint8_t ch);
void ADXL346_Read_IQn (void);
#endif
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