【GD32F310 开发板试用】三轴加速度计的使用

首先，我要感谢极术社区的试用GD32开发板的机会，让我体验一下近几年国产的机会MCU基于开发经验的芯片。arm cortex-M4内核，主频72Mhz,flash 64k,ram 8k，外设丰富。

本次试验是读取三轴加速度计的实验，主要用于硬件iic。

如下图所示

SC7A20 高精度 12bit 内置功能的数字三轴加速度传感器芯片 功耗更低，体积更小，测量更准确。

芯片通过 IC2/SPI 接口与 MCU 通信、加速度测量数据中断或 获取查询方法。INT1和INT2中断管脚提供多种内部自动检测的中断信号， 适用于各种运动测试场合，中断源包括 6D/4D 方向检测中断信号，自由落体 检测中断信号、睡眠和唤醒检测中断信号、单击和双击检测中断信号。芯 内置高精度校准模块，准确补偿传感器的失调误差和增益误差。 ±2G、±4G、±8G 和±16G 四个可调全量程测量范围，灵活测量 部加速度、输出数据率 1HZ 和 400HZ 间可选。

该软件主要使用GD32开发板硬件iic，外部中断和串口，其他文章已经描述了串口的配置。本文主要介绍iic使用外部中断. 硬件iic

初始化gpio

配置硬件iic

根据制造商提供的库函数具体参考)gd32f3x0_i2c.c文件)，我们可以很容易地初始化iic。剩下的就是配置传感器，需要配置更多的寄存器，厂家直接提供一份demo程序只需要适应读取和写入的界面即可快速使用。 我需要做的就是把iic读写适配函数如下：

void I2C_LeaderWrite(uint16_t followerAddress, , uint8_t targetAddress, uint8_t *txBuff,                      uint8_t numBytes) {     /* wait until I2C bus is idle */     while (i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY))         ;     /* send a start condition to I2C bus */     i2c_start_on_bus(I2C0);     /* wait until SBSEND bit is set */     while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))         ;     /* send slave address to I2C bus */     i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_TRANSMITTER);     /* wait until ADDSEND bit is set */     while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))         ;     /* clear ADDSEND bit */     i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);     /* wait until the transmit data buffer is empty */     while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))         ;      for (i = 0; i < numBytes; i  ) {         /* data transmission */         i2c_data_transmit(I2C0, txBuff[i]);         /* wait until the TBE bit is set */         while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))             ;     }     /* send a stop condition to I2C bus */     i2c_stop_on_bus(I2C0);     /* wait until stop condition generate */     while (I2C_CTL0(I2C0) & 0x0200)         ; } void I2C_LeaderRead(uint16_t followerAddress, uint8_t targetAddress, uint8_t *rxBuff,                     uint8_t numBytes) {     /* wait until I2C bus is idle */     while (i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY))         ;      /* send a start condition to I2C bus */     i2c_start_on_bus(I2C0);      /* wait until SBSEND bit is set */     while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))         ;      /* send slave address to I2C bus */     i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_TRANSMITTER);      /* wait until ADDSEND bit is set */     while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))         ;      /* clear the ADDSEND bit */     i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);      /* wait until the transmit data buffer is empty */     while (SET != i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))         ;      /* enable I2C0*/     i2c_enable(I2C0);      /* send the EEPROM's internal address to write to */     i2c_data_transmit(I2C0, targetAddress);      /* wait until BTC bit is set */     while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_BTC))         ;      /* send a start condition to I2C bus */     i2c_start_on_bus(I2C0);      /* wait until SBSEND bit is set */     while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))         ;      /* send slave address to I2C bus */     i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_RECEIVER);      /* wait until ADDSEND bit is set */     while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))         ;      /* clear the ADDSEND bit */     i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);      /* while there is data to be read */     for (int i = 0; i < numBytes; i  ) {         /* code */          /* read a data from I2C_DATA */         rxBuff[i  ] = i2c_data_receive(I2C0);         /* send a stop condition */         i2c_stop_on_bus(I2C0);     }      /* wait until the stop condition is finished */     while (I2C_CTL0(I2C0) & 0x0200)         ;      /* enable acknowledge */     i2c_ack_config(I2C0, I2C_ACK_ENABLE);      i2c_ackpos_config(I2C0, I2C_ACKPOS_CURRENT); } 

然后适应这两个函数：

然后设置传感器

外部中断 外部中断可用于唤醒mcu，这对设计低功耗的产品有意义，当传感器超过设定的阈值的时候，那么就会产生一个中断来通知mcu，需要进一步的处理数据，外部中断的配置如下所示：

void exit_wakeup_interrupt_config(void)
{
     /* configure the priority group */
    nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2);

    /* enable the key wakeup clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    rcu_periph_clock_enable(RCU_CFGCMP);

    /* configure button pin as input */
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);

    /* enable and set key wakeup EXTI interrupt to the higher priority */
    nvic_irq_enable(EXTI0_1_IRQn, 2U, 0U);

    /* connect key wakeup EXTI line to key GPIO pin */
    syscfg_exti_line_config(EXTI_SOURCE_GPIOA, EXTI_SOURCE_PIN0);

    /* configure key wakeup EXTI line */
    exti_init(EXTI_0, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_FALLING);
    exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);
}

由于我们使用的是三轴传感器，对于姿态位置的计算并不是很精确，因此，此处只用简单角度计算，倾角的计算原理如下

计算代码如下：

#define DEG_TO_RAD(x) ((x) * 0.01745329252)
#define RAD_TO_DEG(x) ((x) * 57.2957795131)
void angle_calculation() {
    double pitch, roll, paw;
    pitch = atan(xyz_mg[X] / sqrt(pow(xyz_mg[Y], 2) + pow(xyz_mg[Z], 2)));
    roll = atan(xyz_mg[Y] / sqrt(pow(xyz_mg[X], 2) + pow(xyz_mg[Z], 2)));
    paw = atan(sqrt(pow(xyz_mg[X], 2) + pow(xyz_mg[Y], 2)) / xyz_mg[Z]);

    printf("[RAD]pitch:%.2f | roll:%.2f | paw:%.2f \r\n", pitch, roll, paw);
    printf("[DEG]pitch:%.2f° | roll:%.2f° | paw:%.2f° \r\n", RAD_TO_DEG(pitch), RAD_TO_DEG(roll),
           RAD_TO_DEG(paw));
}