概述

最近在弄ST的課程，需要樣片的可以加群申請：615061293 。

本文將介紹如何使用 LPS25HB 傳感器來讀取數據。主要步驟包括初始化傳感器接口、驗證設備ID、配置傳感器的數據輸出率和濾波器，以及通過輪詢方式持續讀取氣壓數據和溫度數據。讀取到的數據會被轉換為適當的單位并通過串行通信輸出。

硬件準備

首先需要準備一個開發板，這里我準備的是自己繪制的開發板，需要的可以進行申請。 主控為STM32U073CC，氣壓計為LPS25HB

視頻教學

[https://www.bilibili.com/video/BV1RJ4m1H71o/]

樣品申請

[https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#]

源碼下載

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/89209657]

產品特性

LPS25HB是一款壓阻式絕對壓力傳感器，功能作為數字輸出氣壓計。該設備包括一個感測元件和一個IC接口，通過I2C或SPI從感測元件通信至應用程序。

感測元件，用于檢測絕對壓力，由使用ST開發的專用工藝制造的懸掛膜組成。

LPS25HB采用全模塑、帶孔的LGA封裝（HLGA）提供。它保證在-30到+105°C的溫度范圍內操作。封裝設計有孔，以允許外部壓力到達感測元件。

通信模式

對于LPS25HB，可以使用IIC進行通訊。

最小系統圖如下所示。

本文使用的板子原理圖如下所示。

速率

該模塊支持的I2C速度為快速模式400k。

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，這里使用MCU為STM32U073CC。 配置時鐘樹，配置時鐘為48M。

串口配置

查看原理圖，PA9和PA10設置為開發板的串口。

配置串口。

IIC配置

配置IIC為快速模式，速度為400k。

SA0地址設置

通過設置SA0管腳的高低電平可以改變模塊的地址。

這里設置SA0管腳位輸出管腳。

CS片選配置

LPS25HB可以通過CS管腳進行IIC或者SPI通訊切換

串口重定向

打開魔術棒，勾選MicroLIB

在main.c中，添加頭文件，若不添加會出現 identifier "FILE" is undefined報錯。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函數聲明和串口重定向：

/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){
    HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return ch;
}
/* USER CODE END PFP */

參考程序

[https://github.com/STMicroelectronics/lps25hb-pid]

SA0設置模塊地址

使能SA0為低電平，配置模塊地址。

HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET);        
    HAL_GPIO_WritePin(SA0_GPIO_Port, SA0_Pin, GPIO_PIN_RESET);    //GPIO_PIN_RESET        


  /* Initialize mems driver interface */
  stmdev_ctx_t dev_ctx;
  dev_ctx.write_reg = platform_write;
  dev_ctx.read_reg = platform_read;
  dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;

    /* Wait sensor boot time */
    HAL_Delay(500);

獲取ID

可以向WHO_AM_I (0Fh)獲取固定值，判斷是否為0xBD。

lps25hb_reset_set為獲取函數。

對應的獲取ID驅動程序,如下所示。

/* Check device ID */
  whoamI = 0;
  lps25hb_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);
    printf("LPS25HB_ID=0x%x,whoamI=0x%xn",LPS25HB_ID,whoamI);
  if ( whoamI != LPS25HB_ID )
    while (1); /*manage here device not found */

復位操作

可以向CTRL_REG2 (21h)的SWRESET位寫入1進行軟件復位。

lps25hb_reset_set為重置函數。

對應的驅動程序,如下所示。

/* Restore default configuration */
  lps25hb_reset_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

  do {
    lps25hb_reset_get(&dev_ctx, &rst);
  } while (rst);

BDU設置

在很多傳感器中，數據通常被存儲在輸出寄存器中，這些寄存器分為兩部分：MSB和LSB。這兩部分共同表示一個完整的數據值。例如，在一個加速度計中，MSB和LSB可能共同表示一個加速度的測量值。
連續更新模式（BDU = ‘0’）：在默認模式下，輸出寄存器的值會持續不斷地被更新。這意味著在你讀取MSB和LSB的時候，寄存器中的數據可能會因為新的測量數據而更新。這可能導致一個問題：當你讀取MSB時，如果寄存器更新了，接下來讀取的LSB可能就是新的測量值的一部分，而不是與MSB相對應的值。這樣，你得到的就是一個“拼湊”的數據，它可能無法準確代表任何實際的測量時刻。
塊數據更新（BDU）模式（BDU = ‘1’）：當激活BDU功能時，輸出寄存器中的內容不會在讀取MSB和LSB之間更新。這就意味著一旦開始讀取數據（無論是先讀MSB還是LSB），寄存器中的那一組數據就被“鎖定”，直到兩部分都被讀取完畢。這樣可以確保你讀取的MSB和LSB是同一測量時刻的數據，避免了讀取到代表不同采樣時刻的數據。
簡而言之，BDU位的作用是確保在讀取數據時，輸出寄存器的內容保持穩定，從而避免讀取到拼湊或錯誤的數據。這對于需要高精度和穩定性的應用尤為重要。
可以向CTRL_REG1 (20h)的BDU寄存器寫入1進行開啟。

對應的驅動程序,如下所示。

/*  Enable Block Data Update */
  lps25hb_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

設置速率

設置速率和量程可以通過CTRL_REG1 (20h)進行設置。

/* Set Output Data Rate */
  lps25hb_data_rate_set(&dev_ctx, LPS25HB_ODR_1Hz);

輪詢讀取數據

對于壓強和溫度數據是否準備好，可以查看STATUS (27h)的Zyxda位，判斷是否有新數據到達。

對于壓強數據，主要在PRESS_OUT_XL (28h)-PRESS_OUT_H (2Ah)。

壓強轉換如下所示。

對應代碼如下。

/* Read output only if new value is available */
    lps25hb_reg_t reg;
    lps25hb_status_get(&dev_ctx, &reg.status_reg);
    if (reg.status_reg.p_da) {
//      memset(&data_raw_pressure, 0x00, sizeof(int32_t));
//      lps25hb_pressure_raw_get(&dev_ctx, &data_raw_pressure);
//      pressure_hPa = lps25hb_from_lsb_to_hpa( data_raw_pressure);
//      printf("pressure [hPa]:%6.2frn", pressure_hPa);            
            uint8_t reg1[3];
            int32_t ret;
            lps25hb_read_reg(&dev_ctx, LPS25HB_PRESS_OUT_XL,  reg1, 3);    
            ret = reg1[2];
            ret=ret< ret+=reg1[1];
            ret=ret< ret+=reg1[0];
            pressure_hPa=    (float)ret / 4096.0f;
            printf("OUT_XL=%x %x %x %xn",reg1[0],reg1[1],reg1[2],ret);

      printf("pressure [hPa]:%6.2frn", pressure_hPa);
    }

對于溫度數據，數據在TEMP_OUT_L (2Bh)-TEMP_OUT_H (2Ch)。

對應代碼如下。

if (reg.status_reg.t_da) {
      memset(&data_raw_temperature, 0x00, sizeof(int16_t));
      lps25hb_temperature_raw_get(&dev_ctx, &data_raw_temperature);
      temperature_degC = lps25hb_from_lsb_to_degc(
                           data_raw_temperature);
      printf("temperature [degC]:%6.2frn",temperature_degC);
    }

演示

正常氣壓為50hPa到1050hPa之間。

審核編輯 黃宇