【超详细】磁力计数据读取--以IST8310为例

这里以iSentek公司产出的IST8310型号的磁力计为例，尺寸为 3.0 * 3.0 * 1.0mm，支持快速 I2C 通信，可达 400kHz，14 位磁场数据，测量范围可达1600uT(x,y-axis)和 2500uT(z-axis)，最高 200Hz 输出频率

同时这里的磁力计是安装在大疆公司出产的RoboMaster开发板C型，单片机芯片是STM32F407IGH6，其外围电路已经设计好，只需要读取磁力计数据即可。

本篇不会介绍SPI、I2C等嵌入式通信协议，需要有一定嵌入式开发基础的同学来看

文末附代码

零、数据手册分析

第一章讲了IST8310的特性，I2C通信，最高支持400kHz通信速率，14位或者16位自适应数据输出等特性

第二章讲了内部结构

第三章讲了电气特性

第四章讲了如何联系他们

然后数据手册就没了。。。在大疆的开发手册中找到了寄存器的手册，如下：

一、CubeMX配置

点开I2C配置选项，下图是配好的：

观察IST8310的数据手册，发现其支持最大400kHz的I2C通信速率，也就是快速I2C模式，所以第一行I2C Speed Mode我们选Fast Mode

同时不要忘记了在C板中I2C3的两个IO口分别是PA8和PC9（一般来说都是这两个）

之后观察大疆和IST8310的数据手册，发现控制IST8310重启的是PG6的GPIO口，低电平为重启，所以我们将其设置为高电平上拉输出模式

因为我们读取IST8310的程序运行在1kHz的freertos线程中，无需使用中断方式，所以我们不配置中断口

二、数据读取

总代码附在文末，这里放一些核心函数

IST8310初始化：

void IST8310_INIT(ist8310_data_t* ist8310_data) {memset(ist8310_data, 0, sizeof(ist8310_data_t));ist8310_data->meg_error = IST8310_NO_ERROR;// 把磁力计重启HAL_GPIO_WritePin(IST8310_GPIOx, IST8310_GPIOp, GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(50);HAL_GPIO_WritePin(IST8310_GPIOx, IST8310_GPIOp, GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(50);// 基础配置// 不使能中断，直接读取WriteSingleDataFromIST8310(IST8310_CNTL2_ADDR, IST8310_STAT2_NONE_ALL);// 平均采样四次WriteSingleDataFromIST8310(IST8310_AVGCNTL_ADDR, IST8310_AVGCNTL_FOURTH);// 200Hz的输出频率WriteSingleDataFromIST8310(IST8310_CNTL1_ADDR, IST8310_CNTL1_CONTINUE);ist8310_data->meg_error |= VerifyMegId(&ist8310_data->chip_id);
}

读取单个数据：

uint8_t ReadSingleDataFromIST8310(uint8_t addr) {uint8_t data;HAL_I2C_Mem_Read(&IST8310_I2C, (IST8310_I2C_ADDR << 1), addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &data, 1, 10);return data;
}

读取多个数据：

void ReadMultiDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t* data, uint8_t len) {HAL_I2C_Mem_Read(&IST8310_I2C, (IST8310_I2C_ADDR << 1), addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, data, len, 10);
}

写入单个数据：

void WriteSingleDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t data) {HAL_I2C_Mem_Write(&IST8310_I2C, (IST8310_I2C_ADDR << 1), addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &data, 1, 10);
}

写入多个数据：

void WriteMultiDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t* data, uint8_t len) {HAL_I2C_Mem_Write(&IST8310_I2C, (IST8310_I2C_ADDR << 1), addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, data, len, 10);
}

这里会发现一个比较有意思的事情，就是这里的地址都左移了一位，是因为根据I2C协议，[7:0]的一个字节的数据，前七位是地址，后一位是代表读或者写的位，这样子就需要把地址左移

读取磁力计数据：

void ReadIST8310Data(ist8310_raw_data_t* meg_data) {uint8_t buf[6];int16_t temp_ist8310_data = 0;ReadMultiDataFromIST8310(IST8310_DATA_XL_ADDR, buf, 6);temp_ist8310_data = (int16_t)((buf[1] << 8) | buf[0]);meg_data->x = MAG_SEN * temp_ist8310_data;temp_ist8310_data = (int16_t)((buf[3] << 8) | buf[2]);meg_data->y = MAG_SEN * temp_ist8310_data;temp_ist8310_data = (int16_t)((buf[5] << 8) | buf[4]);meg_data->z = MAG_SEN * temp_ist8310_data;
}

这里乘了一个系数MAG_SEN，它的值是0.3，是将读取到的数据转化为单位为uT的磁场值

下面就是源码，把IST8310_INIT()函数放在程序开始的地方，然后剩下的读取函数放在不断执行的线程里，就可以得到磁力计数据了

ist8310.c

/*** @Author         : Minghang Li* @Date           : 2022-12-03 14:29* @LastEditTime   : 2022-12-03 16:52* @Note           :* @Copyright(c)   : Minghang Li Copyright*/
#include "ist8310.h"#include <string.h>#include "i2c.h"
#include "ist8310reg.h"void IST8310_INIT(ist8310_data_t* ist8310_data) {memset(ist8310_data, 0, sizeof(ist8310_data_t));ist8310_data->meg_error = IST8310_NO_ERROR;// 把磁力计重启HAL_GPIO_WritePin(IST8310_GPIOx, IST8310_GPIOp, GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(50);HAL_GPIO_WritePin(IST8310_GPIOx, IST8310_GPIOp, GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(50);// 基础配置// 不使能中断，直接读取WriteSingleDataFromIST8310(IST8310_CNTL2_ADDR, IST8310_STAT2_NONE_ALL);// 平均采样四次WriteSingleDataFromIST8310(IST8310_AVGCNTL_ADDR, IST8310_AVGCNTL_FOURTH);// 200Hz的输出频率WriteSingleDataFromIST8310(IST8310_CNTL1_ADDR, IST8310_CNTL1_CONTINUE);ist8310_data->meg_error |= VerifyMegId(&ist8310_data->chip_id);
}uint8_t ReadSingleDataFromIST8310(uint8_t addr) {uint8_t data;HAL_I2C_Mem_Read(&IST8310_I2C, (IST8310_I2C_ADDR << 1), addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &data, 1, 10);return data;
}void WriteSingleDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t data) {HAL_I2C_Mem_Write(&IST8310_I2C, (IST8310_I2C_ADDR << 1), addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &data, 1, 10);
}void ReadMultiDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t* data, uint8_t len) {HAL_I2C_Mem_Read(&IST8310_I2C, (IST8310_I2C_ADDR << 1), addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, data, len, 10);
}void WriteMultiDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t* data, uint8_t len) {HAL_I2C_Mem_Write(&IST8310_I2C, (IST8310_I2C_ADDR << 1), addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, data, len, 10);
}void ReadIST8310Data(ist8310_raw_data_t* meg_data) {uint8_t buf[6];int16_t temp_ist8310_data = 0;ReadMultiDataFromIST8310(IST8310_DATA_XL_ADDR, buf, 6);temp_ist8310_data = (int16_t)((buf[1] << 8) | buf[0]);meg_data->x = MAG_SEN * temp_ist8310_data;temp_ist8310_data = (int16_t)((buf[3] << 8) | buf[2]);meg_data->y = MAG_SEN * temp_ist8310_data;temp_ist8310_data = (int16_t)((buf[5] << 8) | buf[4]);meg_data->z = MAG_SEN * temp_ist8310_data;
}ist8310_error_e VerifyMegId(uint8_t* id) {*id = ReadSingleDataFromIST8310(IST8310_CHIP_ID_ADDR);if (*id != IST8310_CHIP_ID_VAL) {return MEG_ID_ERROR;} else {return IST8310_NO_ERROR;}
}

ist8310.h

/*** @Author         : Minghang Li* @Date           : 2022-12-03 14:29* @LastEditTime   : 2022-12-03 16:49* @Note           :* @Copyright(c)   : Minghang Li Copyright*/
#pragma once#include <stdint.h>typedef struct ist8310_raw_data_t {float x;float y;float z;
} ist8310_raw_data_t;typedef enum ist8310_error_e {IST8310_NO_ERROR = 0x00,MEG_ID_ERROR = 0x01,
} ist8310_error_e;typedef struct ist8310_data_t {uint8_t chip_id;ist8310_raw_data_t meg_data;ist8310_error_e meg_error;
} ist8310_data_t;/*-----整形向uT转换-----*/
#define MAG_SEN 0.3f/*-----I2C接口定义-----*/
#define IST8310_I2C_ADDR 0x0E
#define IST8310_I2C hi2c3/*-----GPIO口定义-----*/
#define IST8310_GPIOx GPIOG
#define IST8310_GPIOp GPIO_PIN_6void IST8310_INIT(ist8310_data_t* ist8310_data);// 基础读取函数
uint8_t ReadSingleDataFromIST8310(uint8_t addr);
void WriteSingleDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t data);
void ReadMultiDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t* data, uint8_t len);
void WriteMultiDataFromIST8310(uint8_t addr, uint8_t* data, uint8_t len);// 功能函数
void ReadIST8310Data(ist8310_raw_data_t* meg_data);// 校验函数
ist8310_error_e VerifyMegId(uint8_t* id);

ist8310reg.h

/*** @Author         : Minghang Li* @Date           : 2022-12-03 15:27* @LastEditTime   : 2022-12-03 16:53* @Note           :* @Copyright(c)   : Minghang Li Copyright*/
#pragma once/*-----IST8310寄存器地址-----*/
#define IST8310_CHIP_ID_ADDR 0x00
#define IST8310_CHIP_ID_VAL 0x10#define IST8310_STAT1_ADDR 0x02#define IST8310_DATA_XL_ADDR 0x03
#define IST8310_DATA_XH_ADDR 0x04
#define IST8310_DATA_YL_ADDR 0x05
#define IST8310_DATA_YH_ADDR 0x06
#define IST8310_DATA_ZL_ADDR 0x07
#define IST8310_DATA_ZH_ADDR 0x08#define IST8310_STAT2_ADDR 0x09#define IST8310_CNTL1_ADDR 0x0A
#define IST8310_CNTL1_SLEEP 0x00
#define IST8310_CNTL1_SINGLE 0x01
#define IST8310_CNTL1_CONTINUE 0x0B#define IST8310_CNTL2_ADDR 0x0B
#define IST8310_STAT2_NONE_ALL 0x00#define IST8310_SELF_CHECK_ADDR 0x0C#define IST8310_TEMPL_ADDR 0x1C
#define IST8310_TEMPH_ADDR 0x1D#define IST8310_AVGCNTL_ADDR 0x41
#define IST8310_AVGCNTL_TWICE 0x09
#define IST8310_AVGCNTL_FOURTH 0x12

效果如下：