HAL: общение с МЭМС датчиком MPU9250 по интерфейсу I2C

     Краткое описание: В этом примере будет установлена связь с микро электро механическим датчиком MPU9250. Датчик подключен к микроконтроллеру по интерфейсу i2c. Реализуем стандартную задачу перед началом работы с датчиками этого типа, прочитав значение из регистра WHO_AM_I.

     Задача: Требуется открыть ранее созданный проект "HAL_EX", либо ваше название (если при создании проекта выбрали свое). Обновить конфигурацию проект для работы с SPI. Используя функции библиотеки HAL для работы с i2c прочитать содержимое регистра WHO_AM_I. Успешное чтение данных подтвердить включением индикационного светодиода.  

     Обновляем конфигурацию проекта согласно рисунку 1.

Рисунок 1

     Содержимое файла main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  ** This notice applies to any and all portions of this file
  * that are not between comment pairs USER CODE BEGIN and
  * USER CODE END. Other portions of this file, whether 
  * inserted by the user or by software development tools
  * are owned by their respective copyright owners.
  *
  * COPYRIGHT(c) 2019 STMicroelectronics
  *
  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
  * are permitted provided that the following conditions are met:
  *   1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
  *      this list of conditions and the following disclaimer.
  *   2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
  *      this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  *      and/or other materials provided with the distribution.
  *   3. Neither the name of STMicroelectronics nor the names of its contributors
  *      may be used to endorse or promote products derived from this software
  *      without specific prior written permission.
  *
  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  * DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER
  * CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "led.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
#define Zero 63 // Соответствует цифре <0> на индикаторе
#define One 6 // Соответствует цифре <1> на индикаторе
#define Two 91 //Соответствует цифре <2> на индикаторе
#define Three 79 // Соответствует цифре <3> на индикаторе
#define Four 102 // Соответствует цифре <4> на индикаторе
#define Five 109 // Соответствует цифре <5> на индикаторе
#define Six 125 // Соответствует цифре <6> на индикаторе
#define Seven 7 // Соответствует цифре <7> на индикаторе
#define Eight 127 // Соответствует цифре <8> на индикаторе
#define Nine 111 // Соответствует цифре <9> на индикаторе
#define Point 128 // Соответствует точке на индикаторе

#define Led_ALL_Good 1 // Соответствует зеленому цвету
#define Led_Warning 2 // Соответствует красному цвету

#define LE_set() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET)
#define LE_reset() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET)

#define nOE_set() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET)
#define nOE_reset() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET)

#define ADR_MPU9250_W 0xD0 // (hex 0xD0 = bin 1101000 (адрес MPU9250)) + (bin 0 (write / бит записи))
#define ADR_MPU9250_R 0xD1 // (hex 0xD1 = bin 1101000 (адрес MPU9250)) + (bin 1 (read / бит чтения))
#define ADR_WHO_AM_I 0x75 // Регистр для проверки связи с микросхемой MPU9250 (содержит значение 0x71)

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
I2C_HandleTypeDef hi2c1;

SPI_HandleTypeDef hspi1;

TIM_HandleTypeDef htim6;

UART_HandleTypeDef huart1;

/* USER CODE BEGIN PV */
uint8_t send_buff[] = "USART WORKING!!! "; // Строка которую хотим отправить по usart
uint8_t resive_buff[1]; // Переменная для хранения приходящих значений по usart

uint8_t Indikator_1[1]; // Создаем массив длинной 1 элеиент
uint8_t Indikator_2[1]; // Создаем массив длинной 1 элеиент
uint8_t Indikator_3[1]; // Создаем массив длинной 1 элеиент

uint8_t Led_conf[1]; // Присваиваем переменной светодиода значение соответствующее зеленному цвету

uint32_t k = 0; // Переменная для условной операции изменения значения индикатора 1
uint32_t m = 0; // Переменная для условной операции изменения значения индикатора 2
uint32_t n = 0; // Переменная для условной операции изменения значения индикатора 3

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM6_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
static void MX_SPI1_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
    /* USER CODE BEGIN 1 */

    /* USER CODE END 1 */

    /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    HAL_Init();

    /* USER CODE BEGIN Init */

    /* USER CODE END Init */

    /* Configure the system clock */
    SystemClock_Config();

    /* USER CODE BEGIN SysInit */

    /* USER CODE END SysInit */

    /* Initialize all configured peripherals */
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM6_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    MX_SPI1_Init();
    MX_I2C1_Init();
    /* USER CODE BEGIN 2 */
    HAL_TIM_Base_Start(&htim6);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);
    /* USER CODE END 2 */

    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t*)resive_buff, 1);

    nOE_set(); // Включаем микросхему MBI (для этого подтягиваем ножку PB1 земле)

    Indikator_1[0] = Zero; // Присваиваем переменной индикатора 1 значение 0
    Indikator_2[0] = Zero; // Присваиваем переменной индикатора 2 значение 0
    Indikator_3[0] = Zero; // Присваиваем переменной индикатора 3 значение 0

    Led_conf[0] = Led_ALL_Good; // Присваиваем переменной светодиода значение соответствующее зеленному цвету

    uint8_t TxBuffer[1]; // Буфер для отправки данных по I2C
    uint8_t RxBuffer[1]; // Буфер для приема данных по I2C

    TxBuffer[0] = ADR_WHO_AM_I;

    while (1) {
        /* USER CODE END WHILE */

        /* USER CODE BEGIN 3 */
        HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, (uint16_t)ADR_MPU9250_W, TxBuffer, 1, (uint32_t)1000); // Отправляем данные по шине I2C1
        HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, (uint16_t)ADR_MPU9250_R, RxBuffer, 1, (uint32_t)1000); // Принимаем данные по шине I2C1
        HAL_Delay(5); // Небольшая задержка

        if (RxBuffer[0] == 0x71) {

            LED(RED, ON); // Включаем индикационный светоиод если прочитанно значение 0x71
        }
        else {

            LED(RED, OFF); // В обратном случае выключаем индикационный
        }
    }
    /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = { 0 };
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = { 0 };
    RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = { 0 };

    /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI | RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV2;
    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
    if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    /**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
        | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1 | RCC_PERIPHCLK_I2C1;
    PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2;
    PeriphClkInit.I2c1ClockSelection = RCC_I2C1CLKSOURCE_HSI;
    if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
}

/**
  * @brief I2C1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_I2C1_Init(void)
{

    /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 0 */

    /* USER CODE END I2C1_Init 0 */

    /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 1 */

    /* USER CODE END I2C1_Init 1 */
    hi2c1.Instance = I2C1;
    hi2c1.Init.Timing = 0x2000090E;
    hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
    hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
    hi2c1.Init.OwnAddress2Masks = I2C_OA2_NOMASK;
    hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
    if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    /**Configure Analogue filter 
  */
    if (HAL_I2CEx_ConfigAnalogFilter(&hi2c1, I2C_ANALOGFILTER_ENABLE) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    /**Configure Digital filter 
  */
    if (HAL_I2CEx_ConfigDigitalFilter(&hi2c1, 0) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    /* USER CODE BEGIN I2C1_Init 2 */

    /* USER CODE END I2C1_Init 2 */
}

/**
  * @brief SPI1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_SPI1_Init(void)
{

    /* USER CODE BEGIN SPI1_Init 0 */

    /* USER CODE END SPI1_Init 0 */

    /* USER CODE BEGIN SPI1_Init 1 */

    /* USER CODE END SPI1_Init 1 */
    /* SPI1 parameter configuration*/
    hspi1.Instance = SPI1;
    hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
    hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
    hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_8BIT;
    hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
    hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_1EDGE;
    hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
    hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_4;
    hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
    hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
    hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
    hspi1.Init.CRCPolynomial = 7;
    hspi1.Init.CRCLength = SPI_CRC_LENGTH_DATASIZE;
    hspi1.Init.NSSPMode = SPI_NSS_PULSE_ENABLE;
    if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    /* USER CODE BEGIN SPI1_Init 2 */

    /* USER CODE END SPI1_Init 2 */
}

/**
  * @brief TIM6 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_TIM6_Init(void)
{

    /* USER CODE BEGIN TIM6_Init 0 */

    /* USER CODE END TIM6_Init 0 */

    TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = { 0 };

    /* USER CODE BEGIN TIM6_Init 1 */

    /* USER CODE END TIM6_Init 1 */
    htim6.Instance = TIM6;
    htim6.Init.Prescaler = 3599;
    htim6.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim6.Init.Period = 19;
    htim6.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    if (HAL_TIM_Base_Init(&htim6) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_UPDATE;
    sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim6, &sMasterConfig) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    /* USER CODE BEGIN TIM6_Init 2 */

    /* USER CODE END TIM6_Init 2 */
}

/**
  * @brief USART1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{

    /* USER CODE BEGIN USART1_Init 0 */

    /* USER CODE END USART1_Init 0 */

    /* USER CODE BEGIN USART1_Init 1 */

    /* USER CODE END USART1_Init 1 */
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    huart1.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
    huart1.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;
    if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) {
        Error_Handler();
    }
    /* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */

    /* USER CODE END USART1_Init 2 */
}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = { 0 };

    /* GPIO Ports Clock Enable */
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pin Output Level */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

    /*Configure GPIO pin Output Level */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);

    /*Configure GPIO pin : PC0 */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    /*Configure GPIO pins : PB0 PB1 */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

    /*Configure GPIO pins : PC6 PC7 */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    /* EXTI interrupt init*/
    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 0, 0);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
}

/* USER CODE BEGIN 4 */
/* Обработчик внешних прерываний */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_0) {
        HAL_UART_Transmit(&huart1, send_buff, 16, 0xFFFF); // Отправляем сообщение
    }
    else {
        __NOP();
    }
}
/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
    /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
    /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

    /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(char* file, uint32_t line)
{
    /* USER CODE BEGIN 6 */
    /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
    /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

     Скомпилируйте программу нажав кнопку Build, прошейте микроконтроллер, нажмите RESET. При запуске программы, произойдет чтение регистра WHO_AM_I, если полученное значение соответствует значению из документации производителя на датчик, то загорится индикационный светодиод.

     ВНИМАНИЕ: Приведенный листинг кода не является единственной и оптимальной реализацией поставленной задачи. Пример опубликован с демонстрационной целью. Также автор во избежание переписывания чужих статей, пропускает теоретические основы необходимые для понимания примера, связывая это с тем что всю необходимую информацию можно найти в интернете.

Комментариев (0)

Написать комментарий

Имя *
E-mail
Введите комментарий *
Капча
7 + ? = 15