基于STM32的三軸數(shù)字羅盤HMC5883L模塊的測試方案

　　最近買了個數(shù)字羅盤模塊，調(diào)通后發(fā)現(xiàn)很不錯，非常靈敏，測試的時候精度在1°以內(nèi)。連續(xù)測量模式下，最快測量、輸出速率可達75hz，模塊每次測量完畢并將數(shù)據(jù)更新至寄存器后，其DRDY引腳便產(chǎn)生一個低電平脈沖（可以配置一個外部中斷捕獲DRDY引腳的下降沿，并在中斷服務程序中讀取數(shù)據(jù)），在STM32中可以設置一個下降沿觸發(fā)的外部中斷，并在中斷服務程序中調(diào)用角度數(shù)據(jù)讀取函數(shù)。以下為操作該模塊的主要步驟。

　　一、IIC協(xié)議相關操作（單片機作為主機控制時鐘線）

　　宏定義：

　　//這里用到了STM32的位帶區(qū)操作，方便實現(xiàn)對一個位的操作

　　//PB13配置為OD輸出，同時外部給上拉電阻，這樣既可輸出信號給從機，也能

　　//在PB13為漏極開路狀態(tài)時接收從機的信號（STM32的IO配置為輸出模式時，

　　//IO口的電平也會不斷地被捕獲到輸入寄存器中）

　　//PB14配置為推挽輸出，PB15配置為浮空輸入

　　#defineR_SDAIPB13//PB13輸入寄存器

　　#defineW_SDAOPB13//PB13輸出寄存器

　　#defineW_SCLOPB14//PB14輸出寄存器

　　#defineR_DRDYIPB15//PB15輸入寄存器

　　#defineXmsb0//X軸數(shù)字量的高8位

　　#defineXlsb1//X軸數(shù)字量的低8位

　　#defineZmsb2//Z軸數(shù)字量的高8位

　　#defineZlsb3//Z軸數(shù)字量的低8位

　　#defineYmsb4//Y軸數(shù)字量的高8位

　　#defineYlsb5//Y軸數(shù)字量的低8位

　　附位帶宏定義：

　　#defineGPIOB_ODR_Addr（GPIOB_BASE+12）//0x40010C0C

　　#defineGPIOB_IDR_Addr（GPIOB_BASE+8）//0x40010C08

　　#defineBITBAND_Addr（Addr，num）（（volatileunsignedlong*）（0x42000000+32*（Addr-0x40000000）+4*num））

　　#defineIPB13*BITBAND_Addr（GPIOB_IDR_Addr，13）

　　#defineOPB13*BITBAND_Addr（GPIOB_ODR_Addr，13）

　　#defineOPB14*BITBAND_Addr（GPIOB_ODR_Addr，14）

　　#defineIPB15*BITBAND_Addr（GPIOB_IDR_Addr，15）

　　啟動IIC傳輸：

　　void_iic_Start（）

　　{

　　W_SCL=1;

　　W_SDA=1;

　　_delay（）;

　　W_SDA=0;//SCL高時，拉低SDA，表示開始IIC傳輸，占用總線

　　_delay（）;

　　W_SCL=0;//控制SCL

　　_delay（）;

　　}

　　停止IIC傳輸：

　　void_iic_Stop（）

　　{

　　W_SCL=1;//釋放SCL（由于沒有其他主器件，SCL無需開漏）

　　W_SDA=0;

　　發(fā)送一個字節(jié)：

　　uint8_t_iic_SendByte（uint8_tdat）

　　{

　　uint8_ti;

　　for（i=0;i《8;i++）

　　{

　　_delay（）;

　　W_SDA=dat》》7;//SCL拉高之前寫SDA

　　dat=dat《《1;

　　_delay（）;

　　W_SCL=1;//拉高SCL，從器件開始讀取SDA

　　_delay（）;

　　W_SCL=0;//重新拉低SCL

　　}

　　W_SDA=1;//釋放SDA

　　W_SCL=1;//拉高SCL，讀取從器件應答信號

　　//等待應答

　　i=100;

　　while（i&&R_SDA）{i--;_delay（）;}

　　if（i==0）//無應答

　　{

　　W_SCL=0;//重新拉低SCL

　　return0;

　　}

　　else{//有應答

　　_delay（）;

　　W_SCL=0;//重新拉低SCL

　　return1;

　　}

　　}

　　_delay（）;

　　W_SDA=1;//SCL為高時，拉高SDA表示結束ICC傳輸，釋放總線

　　}

　　接收一個字節(jié)：

　　uint8_t_iic_ReadByte（uint8_tAck）

　　{

　　uint8_ttemp，i;

　　W_SDA=1;//釋放SDA

　　_delay（）;

　　for（i=0;i《8;i++）

　　{

　　_delay（）;

　　W_SCL=1;//拉高SCL開始讀取SDA

　　temp=temp《《1;

　　temp|=R_SDA;//SCL拉高之后讀取SDA

　　W_SCL=0;//拉低SCL，從器件開始放置數(shù)據(jù)

　　}

　　//發(fā)送應答信號

　　if（Ack）W_SDA=0;//拉低SDA表示應答

　　W_SCL=1;//拉高SCL，從器件接收應答信號

　　_delay（）;

　　W_SCL=0;//重新拉低SCL

　　W_SDA=1;//釋放SDA

　　returntemp;

　　}

　　二、配置HMC5883L模塊

　　voidHMC5883L_Init（）

　　{

　　_iic_Start（）;

　　_iic_SendByte（0x3c）;//寫操作

　　_iic_SendByte（0x00）;//指針指向00，配置寄存器A

　　_iic_SendByte（0x78）;//數(shù)據(jù)測量、輸出速率75hz

　　_iic_Start（）;//指針定位到02，模式寄存器

　　_iic_SendByte（0x3c）;

　　_iic_SendByte（0x02）;

　　_iic_SendByte（0x00）;//連續(xù)測量模式

　　_iic_Stop（）;

　　}

　　三、讀取角度數(shù)據(jù)

　　接收三軸數(shù)據(jù)，處理X，Y軸的數(shù)據(jù)并計算角度：

　　int16_tHMC5883L_ReadAngle（）

　　{

　　staticuint8_ti;

　　staticuint8_tXYZ_Data［6］;//用來存儲三個軸輸出的數(shù)字量

　　_iic_Start（）;

　　_iic_SendByte（0x3c）;//發(fā)送HMC5883L的器件地址0x3c，寫操作

　　_iic_SendByte（0x03）;//指針指向03，Xmsb寄存器

　　_iic_Start（）;

　　_iic_SendByte（0x3d）;//改為讀操作

　　//依次讀取三個軸的數(shù)字量

　　for（i=0;i《5;i++）//前5次讀取發(fā)送應答信號

　　{

　　XYZ_Data［i］=_iic_ReadByte（1）;

　　}

　　XYZ_Data［5］=_iic_ReadByte（0）;//不應答

　　_iic_Stop（）;

　　returnatan2（（double）（（int16_t）（（XYZ_Data［Ymsb］《《8）+XYZ_Data［Ylsb］）），（double）（（int16_t）（（XYZ_Data［Xmsb］《《8）+XYZ_Data［Xlsb］）））*（180/3.14159265）+180;//計算角度，需要包含math.h頭文件

　　}

　　配置好IO口，調(diào)用HMC5883L_Init（）后，便可調(diào)用HMC5883L_ReadAngle（）讀取角度值，0~360°。以下為測試時的截圖：

　　測試時，模塊比較靈敏且精確，稍微旋轉模塊便有精確的變化。由于該模塊是基于對地磁場的測量，此模塊容易受到其他磁場的干擾，比如將該模塊靠近直流電機時，便會因為電機內(nèi)的磁場而降低精度甚至失靈（之前做智能小車時就遇到這個問題，要將電機內(nèi)的磁場屏蔽起來才行）。