1)实验平台:正原子阿尔法Linux开发板 2)平台采购地址：https://item.taobao.com/item.htm?id=603672744434 2)全套实验源码 手册 视频下载地址：http://www.openedv.com/thread-300792-1-1.html 3)正点原子Linux感兴趣的学生可以加入小组讨论：935446741 4）关注正点原子公众号，获取最新资料更新 
第二十七章 SPI实验
同I2C一样，SPI它是一种非常常见的通信接口，也可以通过SPI连接多个传感器。相比I2C接口，SPI接口通信速度快，I2C最多400KHz，但是SPI可达几十MHz。I.MX6U也有4个SPI这四个接口可以通过SPI连接一些接口SPI外设。I.MX6U-ALPHA使用SPI3接口连接六轴传感器ICM-本章将学习如何使用20608I.MX6U的SPI接口来驱动ICM-20608，读取ICM-六轴数据20608。 27.1 SPI & ICM-20608简介 27.1.1 SPI简介 我们解释了上一章I2C，I2C是串行通信的一种，主机和从机之间的通信只需要两条线，但是I2C最高速度只有400KHz，如果要求访问速度比价高，I2C不合适。让我们从这一章中学习另一个和I2C同样广泛使用的串行通信:SPI，SPI全称是Serial Perripheral Interface，即串行外围设备接口。SPI是Motorola公司推出的同步串行接口技术是高速全双工同步通信总线，SPI与时钟频率相比I2C要高很多，最高可以工作几百MHz。SPI以主从方式工作，通常有一个主设备和一个或多个设备SPI需要四条线，但也可以使用三条线(单向传输)。本章将解释标准的四条线SPI，这四条线如下： ①、CS/SS，Slave Select/Chip Select，这是选择需要通信的于选择需要通信的设备。I2C主机通过发送从机设备地址来选择需要通信的从机设备，SPI主机不需要发送从机设备，直接降低相应的从机设备片选择信号。 ②、SCK，Serial Clock，串行时钟，和I2C的SCL一样，为SPI通信提供时钟。 ③、MOSI/SDO，Master Out Slave In/Serial Data Output，简称主出从入信号线，只能用于主机向从机发送数据，即主机输出和从机输入。 ④、MISO/SDI，Master In Slave Out/Serial Data Input，简称主进出信号线，该数据线只能由用户从机发送到主机，即主机输入，从机输出。 SPI通信由主机发起，需要提供通信时钟信号。主机通过SPI从设备的结构如图27所示.1.1.1所示：
图27.1.1.1 SPI设备连接图 SPI串行时钟极性有四种工作模式(CPOL)和相位(CPHA)获得四种工作模式： ①、CPOL=0.串行时钟的空闲状态为低电平。 ②、CPOL=1.串行时钟的空闲状态为高电平，此时可配置时钟相位(CPHA)选择具体的传输协议。 ③、CPHA=0.串行时钟的第一个跳变沿(上升或下降)采集数据。 ④、CPHA=1.串行时钟的第二个跳变沿(上升或下降)采集数据。 这四种工作模式如图27所示.1.1.2所示：
图27.1.1.2 SPI四种工作模式 跟I2C一样，SPI也有时序图，以CPOL=0，CPHA=以这种工作模式为例，SPI全双工通信顺序如图27所示.1.1.3所示：
图27.1.1.3 SPI时序图 从图27.1.1.3可以看出，SPI时序图很简单，不像I2C也分为读时序和写时序，因为SPI全双工，读写时序可以一起完成。图27.1.1.3中，CS片选信号先降低，从设备中选择通信，然后通过MOSI和MISO这两条数据线收发数据，MOSI数据线发出0XD这个数据给设备，也通过设备MISO线返回0给主设备X66这个数据。这个就是SPI时序图。 关于SPI在这里，我们来看看。I.MX6U自带的SPI外设：ECSPI。 27.1.2 I.MX6U ECSPI简介 I.MX6U自带的SPI外设叫做ECSPI，全称是Enhanced Configurable Serial Peripheral Interface，别看前面加了个EC以为和标准SPI有什么区别？其实就是SPI。ECSPI有6432个接收FIFO(RXFIFO)和6432个发送FIFO(TXFIFO)，ECSPI特性如下： ①、全双工同步串行接口。 ②、可配置的主/从模式。 ③、支持多从机的四片选信号。 ④、发送和接收32x64的FIFO。 ⑤、片选信号SS/CS，时钟信号SCLK极性可配置。 ⑥、支持DMA。 I.MX6U的ECSPI我们可以在主模式或从模式中工作，本章使用主模式，I.MX6U有4个ECSPI，每个ECSPI支持四个片选信号，也就说，如果你要使用ECSPI如果硬件片选择信号，一个ECSPI可支持4个外设。如果不使用硬件选择信号，我们可以支持无数的外设实验不使用硬件片选信号，因为硬件片选信号只能使用指定的片选信号IO，如果选择软件片，可以使用任何软件片IO。 接下来我们来看看ECSPI先看几个重要的寄存器。ECSPIx_CONREG(x=1~4)寄存器，这是ECSPI的控制寄存器，此寄存器结构如图27.1.2.1所示：
图27.1.2.1 寄存器ECSPIx_CONREG结构 寄存器ECSPIx_CONREG含义如下： BURST_LENGTH(bit31:24)：突发长度，设置SPI突然传输数据的长度是一次SPI最大发送212bit数据。可设置0X000~0XFFF，分别对应1~212bit。我们通常把突发长度设置为字节，即8bit，BURST_LENGTH=7。 CHANNEL_SELECT(bit19:18)：SPI通道选择，一个ECSPI有四个硬件片选择信号，每个片选择信号都是硬件通道。虽然本章实验使用的软件片选择，但SPI通道通道。可以设置为0三、分别对应通道03。I.MX6U-ALPHA开发板上的ICM-20608年片选信号连接ECSPI3_SS0，也就是ECSPI3通道0，本章实验设置为0。 DRCTL(bit17:16)：SPI的SPI_RDY用于设置信号控制位SPI_RDY信号，如果是0，不在乎SPI_RDY信号；为1SPI_RDY边缘触发信号；如果是2，SPI_DRY是电平触发。 PRE_DIVIDER(bit15:12)：SPI预分频，ECSPI分频采用时钟频率两成时钟频率。这个位置是第一步，可以设置015，分别对应116分频。 POST_DIVIDER(bit11:8)：SPI分频值，ECSPI分频设置时钟频率的第二步，分频值为2^POST_DIVIDER。 CHANNEL_MODE(bit7:4)：SPI通道主/从模式设置，CHANNEL_MODE[3:0]分别对应SPI通道3~0.如果是0，则设置为从模式，如果是1，则为主模式。例如，设置为0X01是设置通道0为主模式。 SMC(bit3):开始模式控制，这个只能在主模式下工作，0通过XCH位来开启SPI如果是1，只要是1TXFIFO开始写入数据SPI突发访问。 XCH(bit2):这个位置只在主模式下工作，当SMC如果是0，此位用于控制SPI开启突发访问。 HT(bit1)：HT模型使能位，I.MX6ULL不支持。 EN(bit0)：SPI如果使能位为0，则关闭使能位SPI，为1的话使能SPI。 接下来看看寄存器ECSPIx_CONFIGREG，这个也是ECSPI该寄存器的配置如图27所示.1.2.2所示：
图27.1.2.2 寄存器ECSPIx_CONFIGREG结构 寄存器ECSPIx_CONFIGREG使用的重要性如下： HT_LENGTH(bit28:24)：HT设置模式下的消息长度，I.MX6ULL不支持。 SCLK_CTL(bit23:20)：设置SCLK信号线空闲状态电平，SCLK_CTL[3:0]分别对应通道3~0，为0的话SCLK空闲状态为低电平，为的话SCLK空闲状态为高电平。 DATA_CTL(bit19:16)：设置DATA信号线空闲状态电平，DATA_CTL[3:0]分别对应通道3~0，为0的话DATA空闲状态为高电平，为1的话DATA空闲状态为低电平。 SS_POL(bit15:12)：设置SPI片选信号极性设置，SS_POL[3:0]分别对应通道3~0，为0的话片选信号低电平有效，为1的话片选信号高电平有效。 SCLK_POL(bit7:4)：SPI时钟信号极性设置，也就是CPOL，SCLK_POL[3:0]分别对应通道3~0，为0的话SCLK高电平有效(空闲的时候为低电平)，为1的话SCLK低电平有效(空闲的时候为高电平)。 SCLK_PHA(bit3:0)：SPI时钟相位设置，也就是CPHA，SCLK_PHA[3:0]分别对应通道3~0，为0的话串行时钟的第一个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据，为1的话串行时钟的第二个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据。 通过SCLK_POL和SCLK_PHA可以设置SPI的工作模式。 接下来看一下寄存器ECSPIx_PERIODREG，这个是ECSPI的采样周期寄存器，此寄存器结构如图27.1.2.3所示：
图27.1.2.3 寄存器ECSPIx_PERIODREG结构 寄存器ECSPIx_PERIODREG用到的重要位如下： CSD_CTL(bit21:16)：片选信号延时控制位，用于设置片选信号和第一个SPI时钟信号之间的时间间隔，范围为0~63。 CSRC(bit15)：SPI时钟源选择，为0的话选择SPI CLK为SPI的时钟源，为1的话选择32.768KHz的晶振为SPI时钟源。我们一般选择SPI CLK作为SPI时钟源，SPI CLK时钟来源如图27.1.2.4所示：
图27.1.2.4 SPI CLK时钟源 图27.1.2.4中各部分含义如下： ①、这是一个选择器，用于选择根时钟源，由寄存器CSCDR2的位ECSPI_CLK_SEL来控制，为0的话选择pll3_60m作为ECSPI根时钟源。为1的话选择osc_clk作为ECSPI时钟源。本章我们选择pll3_60m作为ECSPI根时钟源。 ②、ECSPI时钟分频值，由寄存器CSCDR2的位ECSPI_CLK_PODF来控制，分频值为2^ECSPI_CLK_PODF。本章我们设置为0，也就是1分频。 ③、最终进入ECSPI的时钟，也就是SPI CLK=60MHz。 SAMPLE_PERIO：采样周期寄存器，可设置为00X7FFF分别对应032767个周期。 接下来看一下寄存器ECSPIx_STATREG，这个是ECSPI的状态寄存器，此寄存器结构如图27.1.2.5所示：
图27.1.2.5 寄存器ECSPIx_STATREG寄存器 寄存器ECSPIx_STATREG用到的重要位如下： TC(bit7)：传输完成标志位，为0表示正在传输，为1表示传输完成。 RO(bit6)：RXFIFO溢出标志位，为0表示RXFIFO无溢出，为1表示RXFIFO溢出。 RF(bit5)：RXFIFO空标志位，为0表示RXFIFO不为空，为1表示RXFIFO为空。 RDR(bit4)：RXFIFO数据请求标志位，此位为0表示RXFIFO里面的数据不大于RX_THRESHOLD，此位为1的话表示RXFIFO里面的数据大于RX_THRESHOLD。 RR(bit3)：RXFIFO就绪标志位，为0的话RXFIFO没有数据，为1的话表示RXFIFO中至少有一个字的数据。 TF(bit2)：TXFIFO满标志位，为0的话表示TXFIFO不为满，为1的话表示TXFIFO为满。 TDR(bit1)：TXFIFO数据请求标志位，为0表示TXFIFO中的数据大于TX_THRESHOLD，为1表示TXFIFO中的数据不大于TX_THRESHOLD。 TE(bit0)：TXFIFO空标志位，为0表示TXFIFO中至少有一个字的数据，为1表示TXFIFO为空。 最后就是两个数据寄存器，ECSPIx_TXDATA和ECSPIx_RXDATA，这两个寄存器都是32位的，如果要发送数据就向寄存器ECSPIx_TXDATA写入数据，读取及存取ECSPIx_RXDATA里面的数据就可以得到刚刚接收到的数据。 关于ECSPI的寄存器就介绍到这里，关于这些寄存器详细的描述，请参考《I.MX6ULL参考手册》第805页的20.7小节。 27.1.3 ICM-20608简介 ICM-20608是InvenSense出品的一款6轴MEMS传感器，包括3轴加速度和3轴陀螺仪。ICM-20608尺寸非常小，只有3x3x0.75mm，采用16P的LGA封装。ICM-20608内部有一个512字节的FIFO。陀螺仪的量程范围可以编程设置，可选择±250，±500，±1000和±2000°/s，加速度的量程范围也可以编程设置，可选择±2g，±4g，±8g和±16g。陀螺仪和加速度计都是16位的ADC，并且支持I2C和SPI两种协议，使用I2C接口的话通信速度最高可以达到400KHz，使用SPI接口的话通信速度最高可达到8MHz。I.MX6U-ALPHA开发板上的ICM-20608通过SPI接口和I.MX6U连接在一起。ICM-20608特性如下： ①、陀螺仪支持X,Y和Z三轴输出，内部集成16位ADC，测量范围可设置：±250，±500，±1000和±2000°/s。 ②、加速度计支持X,Y和Z轴输出，内部集成16位ADC，测量范围可设置：±2g，±4g，±4g，±8g和±16g。 ③、用户可编程中断。 ④、内部包含512字节的FIFO。 ⑤、内部包含一个数字温度传感器。 ⑥、耐10000g的冲击。 ⑦、支持快速I2C，速度可达400KHz。 ⑧、支持SPI，速度可达8MHz。 ICM-20608的3轴方向如图27.1.3.1所示：
图27.1.3.1 ICM-20608检测轴方向和极性 ICM-20608的结构框图如图27.1.3.2所示：
图27.1.3.2 ICM-20608框图 如果使用IIC接口的话ICM-20608的AD0引脚决定I2C设备从地址的最后一位，如果AD0为0的话ICM-20608从设备地址是0X68，如果AD0为1的话ICM-20608从设备地址为0X69。本章我们使用SPI接口，跟上一章使用AP3216C一样，ICM-20608也是通过读写寄存器来配置和读取传感器数据，使用SPI接口读写寄存器需要16个时钟或者更多(如果读写操作包括多个字节的话)，第一个字节包含要读写的寄存器地址，寄存器地址最高位是读写标志位，如果是读的话寄存器地址最高位要为1，如果是写的话寄存器地址最高位要为0，剩下的7位才是实际的寄存器地址，寄存器地址后面跟着的就是读写的数据。表27.1.3.1列出了本章实验用到的一些寄存器和位，关于ICM-20608的详细寄存器和位的介绍请参考ICM-20608的寄存器手册： 寄存器地址 位 寄存器功能 描述 0X19 SMLPRT_DIV[7:0] 输出速率设置 设置输出速率，输出速率计算公式如下： SAMPLE_RATE=INTERNAL_SAMPLE_RATE/ (1 + SMPLRT_DIV) 0X1A DLPF_CFG[2:0] 芯片配置 设置陀螺仪低通滤波。可设置0~7。 0X1B FS_SEL[1:0] 陀螺仪量程设置 0：±250dps；1：±500dps；2：±1000dps 3：±2000dps 0X1C ACC_FS_SEL[1:0] 加速度计量程设置 0：±2g；1：±4g；2：±8g；3：±16g 0X1D A_DLPF_CFG[2:0] 加速度计低通滤波设置 设置加速度计的低通滤波，可设置0~7。 0X1E GYRO_CYCLE[7] 陀螺仪低功耗使能 0：关闭陀螺仪的低功耗功能。 1：使能陀螺仪的低功耗功能。 0X23 TEMP_FIFO_EN[7] FIFO使能控制 1：使能温度传感器FIFO。 0：关闭温度传感器FIFO。 XG_FIFO_EN[6] 1：使能陀螺仪X轴FIFO。 0：关闭陀螺仪X轴FIFO。 YG_FIFO_EN[5] 1：使能陀螺仪Y轴FIFO。 0：关闭陀螺仪Y轴FIFO。 ZG_FIFO_EN[4] 1：使能陀螺仪Z轴FIFO。 0：关闭陀螺仪Z轴FIFO。 ACCEL_FIFO_EN[3] 1：使能加速度计FIFO。 0：关闭加速度计FIFO。 0X3B ACCEL_XOUT_H[7:0] 数据寄存器 加速度X轴数据高8位 0X3C ACCEL_XOUT_L[7:0] 加速度X轴数据低8位 0X3D ACCEL_YOUT_H[7:0] 加速度Y轴数据高8位 0X3E ACCEL_YOUT_L[7:0] 加速度Y轴数据低8位 0X3F ACCEL_ZOUT_H[7:0] 加速度Z轴数据高8位 0X40 ACCEL_ZOUT_L[7:0] 加速度Z轴数据低8位 0X41 TEMP_OUT_H[7:0] 温度数据高8位 0X42 TEMP_OUT_L[7:0] 温度数据低8位 0X43 GYRO_XOUT_H[7:0] 陀螺仪X轴数据高8位 0X44 GYRO_XOUT_L[7:0] 陀螺仪X轴数据低8位 0X45 GYRO_YOUT_H[7:0] 陀螺仪Y轴数据高8位 0X46 GYRO_YOUT_L[7:0] 陀螺仪Y轴数据低8位 0X47 GYRO_ZOUT_H[7:0] 陀螺仪Z轴数据高8位 0X48 GYRO_ZOUT_L[7:0] 陀螺仪Z轴数据低8位 0X6B DEVICE_RESET[7] 电源管理寄存器1 1：复位ICM-20608。 SLEEP[6] 0：退出休眠模式；1，进入休眠模式 0X6C STBY_XA[5] 电源管理寄存器2 0：使能加速度计X轴。 1：关闭加速度计X轴。 STBY_YA[4] 0：使能加速度计Y轴。 1：关闭加速度计Y轴。 STBY_ZA[3] 0：使能加速度计Z轴。 1：关闭加速度计Z轴。 STBY_XG[2] 0：使能陀螺仪X轴。 1：关闭陀螺仪X轴。 STBY_YG[1] 0：使能陀螺仪Y轴。 1：关闭陀螺仪Y轴。 STBY_ZG[0] 0：使能陀螺仪Z轴。 1：关闭陀螺仪Z轴。 0X75 WHOAMI[7:0] ID寄存器，ICM-20608G的ID为0XAF， ICM-20608D的ID为0XAE。 表27.1.3.1 ICM-20608寄存器表 ICM-20608的介绍就到这里，关于ICM-20608的详细介绍请参考ICM-20608的数据手册和寄存器手册。 27.2 硬件原理分析 本试验用到的资源如下： ①、指示灯LED0。 ②、 RGB LCD屏幕。 ③、ICM20608 ④、串口 ICM-20608是在I.MX6U-ALPHA开发板底板上，原理图如图27.2.1所示：
图27.2.1 ICM-20608原理图 27.3 实验程序编写 本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程-> 18_spi。 本章实验在上一章例程的基础上完成，更改工程名字为“icm20608”，然后在bsp文件夹下创建名为“spi”和“icm20608”的文件。在bsp/spi中新建bsp_spi.c和bsp_spi.h这两个文件，在bsp/icm20608中新建bsp_icm20608.c和bsp_icm20608.h这两个文件。bsp_spi.c和bsp_spi.h是I.MX6U的SPI文件，bsp_icm20608.c和bsp_icm20608.h是ICM20608的驱动文件。在bsp_spi.h中输入如下内容： 示例代码27.3.1 bsp_spi.h文件代码
1 #ifndef _BSP_SPI_H
2 #define _BSP_SPI_H
3 /*************************************************************** 4 Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved. 5 文件名 : bsp_spi.h 6 作者 : 左忠凯 7 版本 : V1.0 8 描述 : SPI驱动头文件。 9 其他 : 无 10 论坛 : www.openedv.com 11 日志 : 初版V1.0 2019/1/17 左忠凯创建 12 ***************************************************************/
13 #include "imx6ul.h"
14
15 /* 函数声明 */
16 void spi_init(ECSPI_Type *base);
17 unsigned char spich0_readwrite_byte(ECSPI_Type *base,
unsigned char txdata);
18 #endif
文件bsp_spi.h内容很简单，就是函数声明。在文件bsp_spi.c中输入如下内容：
示例代码27.3.2 bsp_spi.c文件代码
/*************************************************************** Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved. 文件名 : bsp_spi.c 作者 : 左忠凯 版本 : V1.0 描述 : SPI驱动文件。 其他 : 无 论坛 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/1/17 左忠凯创建 ***************************************************************/
1 #include "bsp_spi.h"
2 #include "bsp_gpio.h"
3 #include "stdio.h"
4
5 /* 6 * @description : 初始化SPI 7 * @param - base : 要初始化的SPI 8 * @return : 无 9 */
10 void spi_init(ECSPI_Type *base)
11 {
12 /* 配置CONREG寄存器 13 * bit0 : 1 使能ECSPI 14 * bit3 : 1 当向TXFIFO写入数据以后立即开启SPI突发。 15 * bit[7:4]： 0001 SPI通道0主模式，根据实际情况选择，开发板上的 16 * ICM-20608接在SS0上，所以设置通道0为主模式 17 * bit[19:18]: 00 选中通道0(其实不需要，因为片选信号我们我们自己控制) 18 * bit[31:20]: 0x7 突发长度为8个bit。 19 */
20 base->CONREG = 0; /* 先清除控制寄存器 */
21 base->CONREG |= (1 << 0) | (1 << 3) | (1 << 4) | (7 << 20);
22
23 /* 24 * ECSPI通道0设置,即设置CONFIGREG寄存器 25 * bit0: 0 通道0 PHA为0 26 * bit4: 0 通道0 SCLK高电平有效 27 * bit8: 0 通道0片选信号 当SMC为1的时候此位无效 28 * bit12: 0 通道0 POL为0 29 * bit16: 0 通道0 数据线空闲时高电平 30 * bit20: 0 通道0 时钟线空闲时低电平 31 */
32 base->CONFIGREG = 0; /* 设置通道寄存器 */
33
34 /* 35 * ECSPI通道0设置，设置采样周期 36 * bit[14:0] : 0X2000 采样等待周期，比如当SPI时钟为10MHz的时候 37 * 0X2000就等于1/10000 * 0X2000 = 0.8192ms，也就是 38 * 连续读取数据的时候每次之间间隔0.8ms 39 * bit15 : 0 采样时钟源为SPI CLK 40 * bit[21:16]: 0 片选延时，可设置为0~63 41 */
42 base->PERIODREG = 0X2000; /* 设置采样周期寄存器 */
43
44 /* 45 * ECSPI的SPI时钟配置，SPI的时钟源来源于pll3_sw_clk/8=480/8=60MHz 46 * SPI CLK = (SourceCLK / PER_DIVIDER) / (2^POST_DIVEDER) 47 * 比如我们现在要设置SPI时钟为6MHz，那么设置如下： 48 * PER_DIVIDER = 0X9。 49 * POST_DIVIDER = 0X0。 50 * SPI CLK = 60000000/(0X9 + 1) = 60000000=6MHz 51 */
52 base->CONREG &= ~((0XF << 12) | (0XF << 8)); /* 清除以前的设置 */
53 base->CONREG |= (0X9 << 12); /* 设置SPI CLK = 6MHz */
54 }
55
56 /* 57 * @description : SPI通道0发送/接收一个字节的数据 58 * @param - base : 要使用的SPI 59 * @param – txdata : 要发送的数据 60 * @return : 无 61 */
62 unsigned char spich0_readwrite_byte(ECSPI_Type *base,
unsigned char txdata)
63 {
64 uint32_t spirxdata = 0;
65 uint32_t spitxdata = txdata;
66
67 /* 选择通道0 */
68 base->CONREG &= ~(3 << 18);
69 base->CONREG |= (0 << 18);
70
71 while((base->STATREG & (1 << 0)) == 0){
} /* 等待发送FIFO为空 */
72 base->TXDATA = spitxdata;
73
74 while((base->STATREG & (1 << 3)) == 0){
} /* 等待接收FIFO有数据 */
75 spirxdata = base->RXDATA;
76 return spirxdata;
77 }
文件bsp_spi.c中有两个函数：spi_init和spich0_readwrite_byte，函数spi_init是SPI初始化函数，此函数会初始化SPI的时钟，通道等。函数spich0_readwrite_byte是SPI收发函数，通过此函数即可完成SPI的全双工数据收发。
接下来在文件bsp_icm20608.h中输入如下内容：
示例代码27.3.3 bsp_icm20608.h文件代码
1 #ifndef _BSP_ICM20608_H
2 #define _BSP_ICM20608_H
3 /*************************************************************** 4 Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved. 5 文件名 : bsp_icm20608.h 6 作者 : 左忠凯 7 版本 : V1.0 8 描述 : ICM20608驱动文件。 9 其他 : 无 10 论坛 : www.openedv.com 11 日志 : 初版V1.0 2019/3/26 左忠凯创建 12 ***************************************************************/
13 #include "imx6ul.h"
14 #include "bsp_gpio.h"
15
16 /* SPI片选信号 */
17 #define ICM20608_CSN(n) (n ? gpio_pinwrite(GPIO1, 20, 1) :
gpio_pinwrite(GPIO1, 20, 0))
18
19 #define ICM20608G_ID 0XAF /* ID值 */
20 #define ICM20608D_ID 0XAE /* ID值 */
21
22 /* ICM20608寄存器 23 *复位后所有寄存器地址都为0，除了 24 *Register 107(0X6B) Power Management 1 = 0x40 25 *Register 117(0X75) WHO_AM_I = 0xAF或者0xAE 26 */
27 /* 陀螺仪和加速度自测(出产时设置，用于与用户的自检输出值比较） */
28 #define ICM20_SELF_TEST_X_GYRO 0x00
29 #define ICM20_SELF_TEST_Y_GYRO 0x01
30 #define ICM20_SELF_TEST_Z_GYRO 0x02
31 #define ICM20_SELF_TEST_X_ACCEL 0x0D
32 #define ICM20_SELF_TEST_Y_ACCEL 0x0E
33 #define ICM20_SELF_TEST_Z_ACCEL 0x0F
34 /***********省略掉其他宏定义*************/
35 #define ICM20_ZA_OFFSET_H 0x7D
36 #define ICM20_ZA_OFFSET_L 0x7E
37
38 /* 39 * ICM20608结构体 40 */
41 struct icm20608_dev_struc
42 {
43 signed int gyro_x_adc; /* 陀螺仪X轴原始值 */
44 signed int gyro_y_adc; /* 陀螺仪Y轴原始值 */
45 signed int gyro_z_adc; /* 陀螺仪Z轴原始值 */
46 signed int accel_x_adc; /* 加速度计X轴原始值 */
47 signed int accel_y_adc; /* 加速度计Y轴原始值 */
48 signed int accel_z_adc; /* 加速度计Z轴原始值 */
49 signed int temp_adc; /* 温度原始值 */
50
51 /* 下面是计算得到的实际值，扩大100倍 */
52 signed int gyro_x_act; /* 陀螺仪X轴实际值 */
53 signed int gyro_y_act; /* 陀螺仪Y轴实际值 */
54 signed int gyro_z_act; /* 陀螺仪Z轴实际值 */
55 signed int accel_x_act; /* 加速度计X轴实际值 */
56 signed int accel_y_act; /* 加速度计Y轴实际值 */
57 signed int accel_z_act; /* 加速度计Z轴实际值 */
58 signed int temp_act; /* 温度实际值 */
59 };
60
61 struct icm20608_dev_struc icm20608_dev; /* icm20608设备 */
62
63 /* 函数声明 */
64 unsigned char icm20608_init(void);
65 void icm20608_write_reg(unsigned char reg, unsigned char value);
66 unsigned char icm20608_read_reg(unsigned char reg);
67 void icm20608_read_len(unsigned char reg, unsigned char *buf,
unsigned char len);
68 void icm20608_getdata(void);
69 #endif
文件bsp_icm20608.h里面先定义了一个宏ICM20608_CSN，这个是ICM20608的SPI片选引脚。接下来定义了一些ICM20608的ID和寄存器地址。第41行定义了一个结构体icm20608_dev_struc，这个结构体是ICM20608的设备结构体，里面的成员变量用来保存ICM20608的原始数据值和经过转换得到的实际值。实际值是有小数的，本章例程取两位小数，为了方便计算，实际值扩大了100倍，这样实际值就是整数了，但是在使用的时候要除100重新得到小数部分。最后就是一些函数声明，接下来在文件bsp_icm20608.c中输入如下所示内容：
示例代码27.3.4 bsp_icm20608.c文件代码
/*************************************************************** Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved. 文件名 : bsp_icm20608.c 作者 : 左忠凯 版本 : V1.0 描述 : ICM20608驱动文件。 其他 : 无 论坛 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/3/26 左忠凯创建 ***************************************************************/
1 #include "bsp_icm20608.h"
2 #include "bsp_delay.h"
3 #include "bsp_spi.h"
4 #include "stdio.h"
5
6 struct icm20608_dev_struc icm20608_dev; /* icm20608设备 */
7
8 /* 9 * @description : 初始化ICM20608 10 * @param : 无 11 * @return : 0 初始化成功，其他值 初始化失败 12 */
13 unsigned char icm20608_init(void)
14 {
15 unsigned char regvalue;
16 gpio_pin_config_t cs_config;
17
18 /* 1、ESPI3 IO初始化 19 * ECSPI3_SCLK -> UART2_RXD 20 * ECSPI3_MISO -> UART2_RTS 21 * ECSPI3_MOSI -> UART2_CTS 22 */
23 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART2_RX_DATA_ECSPI3_SCLK, 0);
24 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART2_CTS_B_ECSPI3_MOSI, 0);
25 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART2_RTS_B_ECSPI3_MISO, 0);
26 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART2_RX_DATA_ECSPI3_SCLK, 0x10B1);
27 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART2_CTS_B_ECSPI3_MOSI, 0x10B1);
28 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART2_RTS_B_ECSPI3_MISO, 0x10B1);
29
30 /* 初始化片选引脚 */
31 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART2_TX_DATA_GPIO1_IO20, 0);
32 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART2_TX_DATA_GPIO1_IO20, 0X10B0);
33 cs_config.direction = kGPIO_DigitalOutput;
34 cs_config.outputLogic = 0;
35 gpio_init(GPIO1, 20, &cs_config);
36
37 /* 2、初始化SPI */
38 spi_init(ECSPI3);
39
40 icm20608_write_reg(ICM20_PWR_MGMT_1, 0x80); /* 复位 */
41 delayms(50);
42 icm20608_write_reg(ICM20_PWR_MGMT_1, 0x01); /* 关闭睡眠 */
43 delayms(50);
44
45 regvalue = icm20608_read_reg(ICM20_WHO_AM_I);
46 printf("icm20608 id = %#X\r\n", regvalue);
47 if(regvalue != ICM20608G_ID && regvalue != ICM20608D_ID)
48 return 1;
49
50 icm20608_write_reg(ICM20_SMPLRT_DIV, 0x00); /* 输出速率设置 */
51 icm20608_write_reg(ICM20_GYRO_CONFIG, 0x18); /* 陀螺仪±2000dps */
52 icm20608_write_reg(ICM20_ACCEL_CONFIG, 0x18); /* 加速度计±16G */
53 icm20608_write_reg(ICM20_CONFIG, 0x04); /* 陀螺BW=20Hz */
54 icm20608_write_reg(ICM20_ACCEL_CONFIG2, 0x04);
55 icm20608_write_reg(ICM20_PWR_MGMT_2, 0x00); /* 打开所有轴 */
56 icm20608_write_reg(ICM20_LP_MODE_CFG, 0x00); /* 关闭低功耗 */
57 icm20608_write_reg(ICM20_FIFO_EN, 0x00); /* 关闭FIFO */
58 return 0;
59 }
60
61 /* 62 * @description : 写ICM20608指定寄存器 63 * @param - reg : 要读取的寄存器地址 64 * @param – value : 要写入的值 65 * @return : 无 66 */
67 void icm20608_write_reg(unsigned char reg, unsigned char value)
68 {
69 /* ICM20608在使用SPI接口的时候寄存器地址只有低7位有效, 70 * 寄存器地址最高位是读/写标志位，读的时候要为1，写的时候要为0。 71 */
72 reg &= ~0X80;
73
74 ICM20608_CSN(0); /* 使能SPI传输 */
75 spich0_readwrite_byte(ECSPI3, reg); /* 发送寄存器地址 */
76 spich0_readwrite_byte(ECSPI3, value); /* 发送要写入的值 */
77 ICM20608_CSN(1); /* 禁止SPI传输 */
78 }
79
80 /* 81 * @description : 读取ICM20608寄存器值 82 * @param - reg : 要读取的寄存器地址 83 * @return : 读取到的寄存器值 84 */
85 unsigned char icm20608_read_reg(unsigned char reg)
86 {
87 unsigned char reg_val;
88
89 /* ICM20608在使用SPI接口的时候寄存器地址只有低7位有效, 90 * 寄存器地址最高位是读/写标志位，读的时候要为1，写的时候要为0。 91 */
92 reg |= 0x80;
93
94 ICM20608_CSN(0); /* 使能SPI传输 */
95 spich0_readwrite_byte(ECSPI3, reg); /* 发送寄存器地址 */
96 reg_val = spich0_readwrite_byte(ECSPI3, 0XFF);/* 读取寄存器的值*/
97 ICM20608_CSN(1); /* 禁止SPI传输 */
98 return(reg_val); /* 返回读取到的寄存器值 */
99 }
100
101 /* 102 * @description : 读取ICM20608连续多个寄存器 103 * @param - reg : 要读取的寄存器地址 104 * @return : 读取到的寄存器值 105 */
106 void icm20608_read_len(unsigned char reg, unsigned char *buf,
unsigned char len)
107 {
108 unsigned char i;
109
110 /* ICM20608在使用SPI接口的时候寄存器地址，只有低7位有效, 111 * 寄存器地址最高位是读/写标志位读的时候要为1，写的时候要为0。 112 */
113 reg |= 0x80;
114
115 ICM20608_CSN(0); /* 使能SPI传输 */
116 spich0_readwrite_byte(ECSPI3, reg);/* 发送寄存器地址 */
117 for(i = 0; i < len; i++) /* 顺序读取寄存器的值 */
118 {
119 buf[i] = spich0_readwrite_byte(ECSPI3, 0XFF);
120 }
121 ICM20608_CSN(1); /* 禁止SPI传输 */
122 }
123
124 /* 125 * @description : 获取陀螺仪的分辨率 126 * @param : 无 127 * @return : 获取到的分辨率 128 */
129 float icm20608_gyro_scaleget(void)
130 {
131 unsigned char data;
132 float gyroscale;
133
134 data = (icm20608_read_reg(ICM20_GYRO_CONFIG) >> 3) & 0X3;
135 switch(data) {
136 case 0:
137 gyroscale = 131;
138