概述

最近在弄ST和瑞薩RA的課程，需要樣片的可以加群申請：615061293 。

本文將介紹如何驅動和利用LIS2DUX12傳感器，實現精確的運動感應功能。
LIS2DUX12是一款數字式智能3軸線性加速度計，其MEMS和ASIC旨在將盡可能低的電流消耗與豐富的特性（如常開抗混疊濾波、有限狀態機 (FSM)、具有自適應自配置 (ASC) 的機器學習內核 (MLC)）相結合。
FSM和MLC（帶有ASC）為LIS2DUX12提供了始終可用的出色邊緣處理能力。LIS2DUX12 MIPI I3C?從接口和嵌入式128級FIFO緩沖區構成了一系列功能，這讓該加速度計在物料清單、處理能力和功耗上成為系統集成方面的參考。
LIS2DUX12具有±2g/±4g/±8g/±16g的用戶可選滿量程，并且可通過1.6 Hz到800 Hz的輸出數據速率測量加速度。
LIS2DUX12包含專用內部引擎，用于處理運動和加速度檢測，包括自由落體、喚醒、單/雙/三擊識別、活動/休止，以及6D/4D方向。
LIS2DUX12采用纖薄的小型塑料平面網格陣列封裝(LGA)，可確保在更大的溫度范圍（-40°C至+85°C）內正常工作。

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，加速度計為LIS2DUX12

視頻教學

[https://www.bilibili.com/video/BV1sr421G7ED/]

樣品申請

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

源碼下載

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/89197799]

通信模式

對于LIS2DW12，可以使用SPI或者IIC進行通訊。 最小系統圖如下所示。

在CS管腳為1的時候，為IIC模式

本文使用的板子原理圖如下所示。

管腳定義

IIC通信模式

在使用IIC通訊模式的時候，SA0是用來控制IIC的地址位的。
對于IIC的地址，可以通過SDO/SA0引腳修改。SDO/SA0引腳可以用來修改設備地址的最低有效位。如果SDO/SA0引腳連接到電源電壓，LSb（最低有效位）為’1’（地址0011001b）；否則，如果SDO/SA0引腳連接到地線，LSb的值為’0’（地址0011000b）。

對應的IIC接口如下所示。 主要使用的管腳為CS、SCL、SDA、SA0。

速率

該模塊支持的速度為普通模式(100k)到快速模式+(1M)。

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。

CS和SA0設置

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/lis2dux12-pid]

初始換管腳

由于需要向LIS2DUX12_I2C_ADD_L寫入以及為IIC模式。

所以使能CS為高電平，配置為IIC模式。 配置SA0為低電平。

HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, SA0_Pin, GPIO_PIN_SET);

獲取ID

我們可以向WHO_AM_I (0Fh)獲取固定值，判斷是否為0x47。

lis2dux12_device_id_get為獲取函數。

對應的獲取ID驅動程序,如下所示。

printf("HELLOn");

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



  lis2dux12_status_t status;
  stmdev_ctx_t dev_ctx;
  uint8_t id;
  lis2dux12_md_t md;

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



  /* Wait sensor boot time */
  platform_delay(BOOT_TIME);

  lis2dux12_exit_deep_power_down(&dev_ctx);

  /* Check device ID */
  lis2dux12_device_id_get(&dev_ctx, &id);
    printf("LIS2DUX12_ID=0x%x,id=0x%xn",LIS2DUX12_ID,id);
  if (id != LIS2DUX12_ID)
    while(1);

復位操作

可以向CTRL1 (10h)的SW_RESET寄存器寫入1進行復位。

lis2dux12_init_set為重置函數。 對應的驅動程序,如下所示。

/* Restore default configuration */
  lis2dux12_init_set(&dev_ctx, LIS2DUX12_RESET);
  do {
    lis2dux12_status_get(&dev_ctx, &status);
  } while (status.sw_reset);

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CTRL4 (13h)的BDU寄存器寫入1進行開啟。

對應的驅動程序,如下所示。

/* Set bdu and if_inc recommended for driver usage */
  lis2dux12_init_set(&dev_ctx, LIS2DUX12_SENSOR_ONLY_ON);

設置傳感器的量程

FS[1:0] - 全量程選擇：這兩個位用于設置傳感器的量程。量程決定了傳感器可以測量的最大加速度值。例如，量程可以設置為±2g、±4g、±8g或±16g。這允許用戶根據應用的特定需求調整傳感器的靈敏度。

對應的驅動程序,如下所示。

/* Set Output Data Rate */
  md.fs =  LIS2DUX12_4g;
  md.odr = LIS2DUX12_25Hz_LP;
  lis2dux12_mode_set(&dev_ctx, &md);

輪詢獲取加速度

檢查新數據是否可用：
lis2dux12_status_get(&dev_ctx, &status);這個函數調用檢查加速度計是否有新的數據可讀。如果有新數據，status.drdy變量將被設置為非零值。
主要為讀取STATUS (25h)的DRDY位。

如果status.drdy是非零的，說明有新的加速度數據可讀。

lis2dux12_xl_data_get(&dev_ctx, &md, &data_xl);這個函數調用實際讀取加速度計的原始數據，并存儲在 data_xl 數組中。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {

   /* Read output only if new values are available */
    lis2dux12_status_get(&dev_ctx, &status);
    if (status.drdy) {
      lis2dux12_xl_data_get(&dev_ctx, &md, &data_xl);

      /* print Accel data  */
      printf("Acceleration [mg]:%4.2ft%4.2ft%4.2frn",
              data_xl.mg[0], data_xl.mg[1], data_xl.mg[2]);


      lis2dux12_outt_data_get(&dev_ctx, &md, &data_temp);

      /* print Temp data  */
      printf("Temp[degC]:%3.2frn",
              data_temp.heat.deg_c);


    }        

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

演示

審核編輯 黃宇