هدف ما از انجام این پروژه چیست؟
در این بخش قصد داریم سنسور ICM20649 را به وسیله میکروکنترلر آرم، سری STM32F راه اندازی کنیم. به منظور استفاده راحت تر و بهینه تر در این پروژه از دو ماژول آماده GB305IM و GebraBit STM32F303 استفاده میکنیم.
این دو ماژول شامل مینیمم قطعات لازم سنسور ICM20789و میکروکنترلر STM32F میباشند که توسط تیم جبرابیت جهت آسان سازی کار فراهم شده اند.
در این آموزش چه چیزهایی یاد میگیریم؟
شما در این بخش ضمن راه اندازی و استفاده از سنسورICM20649 ، به طور خلاصه با تمامی رجیسترهای سنسور ICM20649، نحوه تنظیم بخش های مختلف میکروکنترلر STM32 برای راه اندازی این سنسور با استفاده از پروتکل SPI، چگونگی استفاده از فایل کتابخانه و درایور مختص ماژول GB6305IM، نحوه فراخوانی توابع و در نهایت دریافت داده های سنسور در کامپایلر Keil نیز آشنا خواهید شد.
برای انجام این پروژه به چه چیزهایی نیاز داریم؟
همانطور که احتمالا میدانید برای انجام این پروژه به سخت افزارها و نرم افزارهایی نیاز داریم. عناوین این سخت افزارها و نرم افزارها در جدول زیر در اختیارتان قرار داده شده که میتوانید با کلیک روی هرکدام از آنها، آنها را تهیه/دانلود کنید و برای شروع آماده شوید.
|
سخت افزارهای مورد نیاز
|
نرم افزارهای مورد نیاز
|
|---|---|
|
Keil compiler
|
|
|
STM32CubeMX program
|
|
|
ST-LINK/V2 programmer
|
بدین منظور ابتدا پروتکل ارتباطی SPI را با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب کرده و سپس مانند تصویر زیر ماژول GebraBit ICM20649 را به صورت Pin To Pin بر روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار می دهیم:
توجه : تصویر بالا صرفا برای نمایش نحوه قرار گیری ماژول GebraBit ICM20649 بر روی ماژول GebraBit STM32F303 می باشد . لذا برای استفاده از پروتکل ارتباطی SPI کاربر باید نسبت به انتخاب صحیح وضعیت جامپر های روی برد اقدام کند.
در نهایت مقادیر دما و شتاب و سرعت زاویه ای را در سه محور X , Y , Z به صورت Real Time در پنجره Watch1 کامپایلر Keil در حالت Debug Session مشاهده خواهیم کرد.
تنظیمات STM32CubeMX
حال قصد داریم به بررسی تنظیمات مربوط به هریک از بخش های SPI , RCC , Debug , Clock در میکروکنترلر STM32F303 برای راه اندازی ماژول GebraBit ICM20649 بپردازیم.
تنظیمات RCC
با توجه به وجود کریستال 8Mhz در ماژول GebraBit STM32F303 ، کلاک خارجی را در بخش RCC انتخاب می کنیم:
تنظیمات Debug&Programming
با توجه به اینکه در ماژول GebraBit STM32F303 به پین‌های SWCLK و SWDIO دسترسی داریم ، برای کاهش تعداد پین هنگام Debug&Programming در بلوک “SYS” گزینه “Serial Wire” را در بخش Debug انتخاب می کنیم:
تنظیمات SPI
حال به منظور برقراری ارتباط SPI با ماژول GebraBit STM32F303 باید حالت “Full Duplex Master” را انتخاب کرده و پین های PB3 و PB4 و PB5 را به عنوان SCK و MISO و MOSI و پین PC13 را CS انتخاب می کنیم :
با توجه به دیتاشیت سنسور ، تنظیمات پارامتر های SPI در بخش Parameter Settings همانند تصویر بالا مقدار دهی خواهد شد.
تنظیمات Clock
تنظیمات کلاک مربوط به هریک از بخش های میکروکنترلر STM32F303 در این کد به شرح ذیل می باشد:
تنظیمات Project Manager
تنظیمات Project Manager باید به صورتی که در شکل زیر نشان داده شده است، باشد .در اینجا ما از کامپایلر MDK-ARM ورژن 5.32 استفاده کرده ایم:
بعد از اتمام تمام تنظیمات فوق ، بر روی GENERATE CODE کلیک کرده و با اضافه کردن کتابخانه و درایور(تهیه شده توسط GebraBit) ICM20649 ، کد خود را به راحتی توسعه می دهیم.فایل STM32CubeMX , کتابخانه و درایور و پروژه KEIL را می توانید از انتهای این آموزش دانلود کنید.
کتابخانه و درایور ICM20649
GebraBit علاوه بر طراحی ماژولار سنسورها و آی سی های مختلف ، در ارائه انواع کتابخانه های ساختاریافته و مستقل از سخت افزار به زبان C، جهت سهولت کاربران در راه اندازی و توسعه نرم افزاری آنها نیز پیشرو بوده است.
بدین منظور پس از تهیه هر یک از ماژول های GebraBit ، کاربر می تواند با مراجعه به بخش آموزش ماژول مربوطه، کتابخانه مختص به آن ماژول که حاوی فایل .h و .c (Header and Source) و یک برنامه نمونه آموزشی تحت سخت افزار های GebraBit STM32F303, GebraBit ATMEGA32A یا Arduino می باشد را دانلود کند.
تمامی توابع و Structure های تعریف شده در کتابخانه ، با جزئیات کامل، کامنت گذاری شده و تمامی پارامتر های دریافتی در آرگومان توابع و مقادیر بازگشتی از آنها ، به اختصار توضیح داده شده است.با توجه به مستقل از سخت افزار بودن کتابخانه ها،کاربر به راحتی می تواند آن را در هر یک از کامپایلر های دلخواه اضافه کرده و با میکروکنترلر و برد توسعه مورد علاقه خود، آن را توسعه دهد.
فایل هدر GebraBit_ICM20649.h
در این فایل بر اساس دیتاشیت سنسور یا ای سی ، تمامی آدرس رجیسترها، مقادیر هریک از رجیسترها به صورت Enumeration تعریف شده است.همچنین بدنه سنسور ICM20649 و کانفیگ های مربوط به هریک از بلوک های داخلی سنسور ICM20649 به صورت STRUCT با نام GebraBit_ICM20649 نیز تعریف شده است.که نهایتا در محیط Debug Session تمامی کانفیگ های مربوط به هر بلوک به صورت Real Time قابل مشاهده است.
enum ICM20649_Bank_Sel
بانک های رجیستری داخلی سنسور، در این enum تعریف شده است:
typedef enum bank_sel
{
BANK_0 = 0 ,
BANK_1 ,
BANK_2 ,
BANK_3
} ICM20649_Bank_Sel;
enum ICM20649_Interface
برای انتخاب پروتکل ارتباطی با سنسور از این enum استفاده می شود:
typedef enum interface
{
NOT_SPI = 0,
IS_SPI
}ICM20649_Interface;
enum ICM20649_Accel_Fs_Sel
برای انتخاب مقدار Full Scale سنسور Accelerometer از این enum استفاده می شود:
typedef enum accel_fs_sel
{
FULL_SCALE_4g = 0,
FULL_SCALE_8g ,
FULL_SCALE_16g ,
FULL_SCALE_30g
}ICM20649_Accel_Fs_Sel;
enum ICM20649_ Accel_Scale_Factor
برای انتخاب مقدار Scale Factor سنسور Accelerometer از این enum استفاده می شود:
typedef enum Accel_Scale_Factor
{
SCALE_FACTOR_8192_LSB_g = 8192,
SCALE_FACTOR_4096_LSB_g = 4096,
SCALE_FACTOR_2048_LSB_g = 2048,
SCALE_FACTOR_1024_LSB_g = 1024,
}ICM20649_Accel_Scale_Factor;
enum ICM20649_Gyro_Fs_Sel
برای انتخاب مقدار Full Scale سنسور Gyroscope از این enum استفاده می شود:
typedef enum gyro_fs_sel
{
FS_500_DPS ,
FS_1000_DPS ,
FS_2000_DPS ,
FS_4000_DPS
}ICM20649_Gyro_Fs_Sel;
enum ICM20649_Gyro_Scale_Factor
برای انتخاب مقدار Scale Factor سنسور Gyroscope از این enum استفاده می شود
typedef enum Gyro_Scale_Factor
{
SCALE_FACTOR_65p5_LSB_DPS = 65 ,
SCALE_FACTOR_32p8_LSB_DPS = 32 ,
SCALE_FACTOR_16p4_LSB_DPS = 16 ,
SCALE_FACTOR_8p2_LSB_DPS = 8
}ICM20649_Gyro_Scale_Factor;
enum ICM20649_FIFO_MODE
حالت کاری FIFO سنسور با استفاده از مقادیر این enum تنظیم می شود:
typedef enum FIFO_Config
{
STREAM_TO_FIFO ,
STOP_ON_FULL_FIFO_SNAPSHOT = 31
}ICM20649_FIFO_MODE ;
enum ICM20649_Ability
برای فعال و غیر فعال کردن بخش های مختلف سنسور از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Ability
{
Disable = 0,
Enable
}ICM20649_Ability;
enum ICM20649_Power_Mode
برای تنظیم حالت Power Mode سنسور از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Power_Mode
{
ICM20649_LOW_NOISE = 0,
ICM20649_LOW_POWER = 1,
ICM20649 _SLEEP_OFF = 2
} ICM20649_Power_Mode;
enum ICM20649_ GYRO_Averaging_Filter
برای تعیین فیلتر مورد استفاده در سنسور Gyroscope در حالت Low Power از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum
{
GYRO_AVERAGE_1_SAMPLES_FILTER = 0 ,
GYRO_AVERAGE_2_SAMPLES_FILTER = 1 ,
GYRO_AVERAGE_4_SAMPLES_FILTER = 2 ,
GYRO_AVERAGE_8_SAMPLES_FILTER = 3 ,
GYRO_AVERAGE_16_SAMPLES_FILTER = 4 ,
GYRO_AVERAGE_32_SAMPLES_FILTER = 5 ,
GYRO_AVERAGE_64_SAMPLES_FILTER = 6 ,
GYRO_AVERAGE_128_SAMPLES_FILTER = 7
} ICM20649_GYRO_Averaging_Filter;
enum ICM20649_ ACCEL_Averaging_Filter
برای تعیین فیلتر مورد استفاده در سنسور Gyroscope در حالت Low Power از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum ACCEL_Averaging_Filter
{
ACCEL_AVERAGE_1_4_SAMPLES_FILTER = 0 ,
ACCEL_AVERAGE_8_SAMPLES_FILTER = 1 ,
ACCEL_AVERAGE_16_SAMPLES_FILTER = 2 ,
ACCEL_AVERAGE_32_SAMPLES_FILTER = 3
} ICM20649_ACCEL_Averaging_Filter;
enum ICM20649_Preparation
این enum منعکس کننده وضعیت آماده بودن یا نبودن هرگونه دیتایی در سنسور می باشد:
typedef enum Preparation
{
IS_NOT_Ready = 0,
IS_Ready
}ICM20649_Preparation;
enum ICM20649_Reset_Status
وضعیت نهاییReset نرم افزاری سنسور در این enum بیان شده است:
typedef enum Reset_Status
{
DONE = 0,
FAILED
}ICM20649_Reset_Status;
enum ICM20649_ FIFO_Ability
برای فعال یا غیر فعال سازی FIFO از این Enum استفاده می شود:
typedef enum FIFO_Ability
{
FIFO_DISABLE = 0,
FIFO_ENABLE
} ICM20649_FIFO_Ability;
enum ICM20649_ Get_DATA
نحوه دریافت داده از سنسور در این enum بیان شده است:
typedef enum Get_DATA
{
FROM_REGISTER = 0,
FROM_FIFO
} ICM20649_Get_DATA;
enum ICM20649_ Interrupt_Pin
برای انتخاب پین وقفه از این Enum استفاده می شود:
typedef enum Interrupt_Pin
{
INTERRUPT_ON_PIN_1 = 0,
INTERRUPT_ON_PIN_2
} ICM20649_Interrupt_Pin;
enum ICM20649_ DMP_LP
برای فعال یا غیر فعال سازی DMP در حالت LOW POWER از این Enum استفاده می شود:
typedef enum DMP_LP
{
NOT_DMP_LOW_POWER = 0,
DMP_LOW_POWER
} ICM20649_DMP_LP;
Enum ICM20649_ Sleep
برای تنظیم حالت کاری سنسور از مقادیر این enum استفاده می شود :
typedef enum Sleep
{
ICM20649_AWAKE = 0,
ICM20649_SLEEP
}ICM20649_Sleep ;
enum ICM20649_Clock_Source
برای کلاک سنسور از مقادیر این enum تنظیم می شود:
typedef enum Clock_Source
{
INTERNAL_20MHZ_OSCILLATOR = 0,
AUTO_SELECT = 1,
CLOCK_STOP = 7
}ICM20649_Clock_Source ;
enum ICM20649_ Sensor
برای فعال یا غیر فعال کردن هریک از سنسور ها از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Sensor
{
SENSOR_ENABLE = 0,
SENSOR_DISABLE = 7
}ICM20649_Sensor ;
enum ICM20649_ INT_Level
برای تعیین سطح لاجیک پایه Interrupt از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum int_level
{
ACTIVE_HIGH = 0,
ACTIVE_LOW
} ICM20649_INT_Level;
enum ICM20649_ Latch_Type
برای تعیین نوع latch شدن خروجی Interrupt از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum latch_type
{
_50_US = 0,
HELD_STATUS_CLEAR
} ICM20649_Latch_Type;
enum ICM20649_ INT_Type
برای تعیین نوع خروجی Interrupt از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum int_type
{
PUSH_PULL = 0,
OPEN_DRAIN
}ICM20649_INT_Type;
enum ICM20649_ FIFO_Reset
با استفاده از مقادیر این Enum میتوان FIFO سنسور را ریست کرد:
typedef enum FIFO_Reset
{
FIFO_DE_ASSERT = 0,
FIFO_ASSERT = 31
} ICM20649_FIFO_Reset;
enum ICM20649_ FIFO_Overflow
مقادیر این enum نشانگر Overflow شدن یا نشدن FIFO می باشد:
typedef enum FIFO_Overflow
{
NOT_OVERFLOW = 0,
FIFO_OVERFLOW = 1
} ICM20649_FIFO_Overflow;
enum ICM20649_ Data_Copy_FIFO
مقادیر این enum کپی شدن داده ها در FIFO را مشخص می کند:
typedef enum Data_Copy_FIFO
{
NOT_COPY_FIFO = 0,
COPY_TO_FIFO = 3
} ICM20649_Data_Copy_FIFO;
enum ICM20649_ FCHOICEB
برای فعال یا غیر فعال کردن فیلتر DLPF از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum FCHOICEB
{
ENABLE_DLPF_FCHOICEB = 1,
BYPASS_DLPF_FCHOICEB = 0,
}ICM20649_FCHOICEB;
enum ICM20649_ Gyro_DLPF_CFG
برای تعیین فیلتر DLPF در سنسور ژیروسکوپ از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Gyro_DLPF_CFG
{
ICM20649_GYRO_DLPF_196 = 0,
ICM20649_GYRO_DLPF_152 = 1,
ICM20649_GYRO_DLPF_119 = 2,
ICM20649_GYRO_DLPF_51 = 3,
ICM20649_GYRO_DLPF_24 = 4,
ICM20649_GYRO_DLPF_12 = 5,
ICM20649_GYRO_DLPF_6 = 6,
ICM20649_GYRO_DLPF_361 = 7
}ICM20649_GYRO_DLPF ;
enum ICM20649_ Accel_DLPF_CFG
برای تعیین فیلتر DLPF در سنسور شتاب سنج از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Accel_DLPF_CFG
{
ICM20649_ACCEL_DLPF_246 = 1,
ICM20649_ACCEL_DLPF_111 = 2,
ICM20649_ACCEL_DLPF_50 = 3,
ICM20649_ACCEL_DLPF_24 = 4,
ICM20649_ACCEL_DLPF_11 = 5,
ICM20649_ACCEL_DLPF_6 = 6,
ICM20649_ACCEL_DLPF_473 = 7
}ICM20649_ACCEL_DLPF ;
enum ICM20649_ Temp_DLPF_CFG
برای تعیین فیلتر DLPF در سنسور دما از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Temp_DLPF_CFG
{
ICM20649_TEMP_DLPF_7932 = 0,
ICM20649_TEMP_DLPF_218 = 1,
ICM20649_TEMP_DLPF_123 = 2,
ICM20649_TEMP_DLPF_66 = 3,
ICM20649_TEMP_DLPF_34 = 4,
ICM20649_TEMP_DLPF_17 = 5,
ICM20649_TEMP_DLPF_9 = 6,
}ICM20649_TEMP_DLPF ;
ساختار GebraBit_ICM20649
در پایان این فایل تمامی توابع جهت خواندن و نوشتن در رجیستر های ICM20649 ، کانفیک سنسور و FIFO و دریافت داده از سنسور اعلان شده است:
/********************************************************
*Declare Read&Write ICM20649 Register Values Functions *
********************************************************/
extern uint8_t GB_ICM20649_Read_Reg_Data ( uint8_t regAddr, ICM20649_Bank_Sel regBank, uint8_t* data);
extern uint8_t GB_ICM20649_Read_Reg_Bits (uint8_t regAddr, ICM20649_Bank_Sel regBank, uint8_t start_bit, uint8_t len, uint8_t* data);
extern uint8_t GB_ICM20649_Burst_Read(uint8_t regAddr, ICM20649_Bank_Sel regBank, uint8_t *data, uint16_t byteQuantity);
extern uint8_t GB_ICM20649_Write_Reg_Data(uint8_t regAddr, ICM20649_Bank_Sel regBank, uint8_t data);
extern uint8_t GB_ICM20649_Write_Reg_Bits(uint8_t regAddr, ICM20649_Bank_Sel regBank, uint8_t start_bit, uint8_t len, uint8_t data);
extern uint8_t GB_ICM20649_Burst_Write ( uint8_t regAddr, ICM20649_Bank_Sel regBank, uint8_t *data, uint16_t byteQuantity);
/********************************************************
* Declare ICM20649 Configuration Functions *
********************************************************/
extern void GB_ICM20649_Soft_Reset ( GebraBit_ICM20649 * ICM20649 );
extern void GB_ICM20649_Bank_Selection( ICM20649_Bank_Sel bsel);
extern void GB_ICM20649_Who_am_I(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Select_SPI4_Interface(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Interface spisel);
extern void GB_ICM20649_DMP(GebraBit_ICM20649* ICM20649 ,ICM20649_Ability dmp,ICM20649_DMP_LP dmp_lp);
extern void GB_ICM20649_DMP_Reset(GebraBit_ICM20649* ICM20649 ,ICM20649_Ability rst);
extern void GB_ICM20649_DMP_Interrupt(ICM20649_Interrupt_Pin pin,ICM20649_Ability interrupt);
extern void GB_ICM20649_Sleep_Awake (GebraBit_ICM20649 * ICM20649, ICM20649_Sleep working ) ;
extern void GB_ICM20649_ACCEL_Power_Mode(GebraBit_ICM20649* ICM20649 ,ICM20649_Power_Mode pmode);
extern void GB_ICM20649_GYRO_Power_Mode(GebraBit_ICM20649* ICM20649 ,ICM20649_Power_Mode pmode);
extern void GB_ICM20649_Set_Clock_Source(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_CLK clk) ;
extern void GB_ICM20649_Temperature(GebraBit_ICM20649* ICM20649 ,ICM20649_Ability temp);
extern void GB_ICM20649_Accelerometer(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Sensor accel);
extern void GB_ICM20649_Gyroscope(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Sensor gyro) ;
extern void GB_ICM20649_Set_INT1_Pin(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_INT_Level level ,ICM20649_INT_Type type , ICM20649_Latch_Type latch );
extern void GB_ICM20649_Set_INT2_Pin(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_INT_Level level ,ICM20649_INT_Type type , ICM20649_Latch_Type latch );
extern void Interrupt_Status_Enable(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Ability interrupt );
extern ICM20649_Preparation GB_ICM20649_Check_Data_Preparation(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_GYRO_Full_Scale ( GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Gyro_Fs_Sel fs ) ;
extern void GB_ICM20649_GYRO_Low_Pass_Filter (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_FCHOICEB bypass ) ;
extern void GB_ICM20649_GYRO_Low_Pass_Filter_Value (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_GYRO_DLPF dlpf );
extern void GB_ICM20649_GYRO_LP_Averaging_Filter (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_GYRO_Averaging_Filter avg );
extern void GB_ICM20649_GYRO_Output_Sample_Rate (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , uint16_t rate_hz);
extern void GB_ICM20649_ACCEL_Full_Scale ( GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Accel_Fs_Sel fs );
extern void GB_ICM20649_ACCEL_Low_Pass_Filter (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_FCHOICEB bypass );
extern void GB_ICM20649_ACCEL_Low_Pass_Filter_Value (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_ACCEL_DLPF dlpf );
extern void GB_ICM20649_ACCEL_LP_Averaging_Filter (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_ACCEL_Averaging_Filter avg );
extern void GB_ICM20649_ACCEL_Output_Sample_Rate (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , uint16_t rate_hz);
extern void GB_ICM20649_TEMP_Low_Pass_Filter_Value (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_TEMP_DLPF tdlpf );
/********************************************************
* Declare ICM20649 FIFO Functions *
********************************************************/
extern void GB_ICM20649_Access_Serial_Interface_To_FIFO(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Ability interface_access_fifo);
extern ICM20649_FIFO_Overflow GB_ICM20649_Check_FIFO_Overflow(GebraBit_ICM20649 * ICM20649) ;
extern void GB_ICM20649_Write_ACCEL_FIFO(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Ability accel_fifo ) ;
extern void GB_ICM20649_Write_GYRO_FIFO(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Ability gyro_fifo ) ;
extern void GB_ICM20649_Write_TEMP_FIFO(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Ability temp_fifo );
extern void GB_ICM20649_FIFO_Mode(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_FIFO_Mode fifo_mode );
extern void GB_ICM20649_FIFO_Reset(void) ;
extern void GB_ICM20649_GET_FIFO_Count (GebraBit_ICM20649 * ICM20649 ) ;
extern void GB_ICM20649_Read_FIFO(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , uint16_t qty);
extern ICM20649_Data_Copy_FIFO GB_ICM20649_Check_Data_Copy_TO_FIFO(GebraBit_ICM20649 * ICM20649) ;
/********************************************************
* Declare ICM20649 DATA Functions *
********************************************************/
extern void GB_ICM20649_Get_Temp_Register_Raw_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_Temp_Valid_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_GYRO_X_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_GYRO_Y_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_GYRO_Z_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_GYRO_DATA_X_Valid_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_GYRO_DATA_Y_Valid_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_GYRO_DATA_Z_Valid_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_ACCEL_X_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_ACCEL_Y_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_ACCEL_Z_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_ACCEL_DATA_X_Valid_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_ACCEL_DATA_Y_Valid_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_ACCEL_DATA_Z_Valid_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_Temperature(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_XYZ_GYROSCOPE(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_XYZ_ACCELERATION(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_Get_ACCEL_GYRO_TEMP_From_Registers(GebraBit_ICM20649 * ICM20649);
extern void GB_ICM20649_FIFO_Data_Partition_ACCEL_GYRO_XYZ_TEMP(GebraBit_ICM20649 * ICM20649) ;
extern void GB_ICM20649_Get_ACCEL_GYRO_TEMP_From_FIFO(GebraBit_ICM20649 * ICM20649) ;
extern void GB_ICM20649_Get_Data(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Get_DATA get_data) ;
/********************************************************
* Declare ICM20649 HIGH LEVEL Functions *
********************************************************/
extern void GB_ICM20649_FIFO_Configuration ( GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_FIFO_Ability fifo );
extern void GB_ICM20649_Set_Power_Management(GebraBit_ICM20649 * ICM20649 , ICM20649_Power_Mode pmode) ;
extern void GB_ICM20649_initialize( GebraBit_ICM20649 * ICM20649 );
extern void GB_ICM20649_Configuration(GebraBit_ICM20649 * ICM20649, ICM20649_FIFO_Ability fifo);
فایل سورس GebraBit_ICM20649.c
در این فایل که به زبان C نوشته شده ، تمامی توابع با جزئیات کامل، کامنت گذاری شده و تمامی پارامتر های دریافتی در آرگومان توابع و مقادیر بازگشتی از آنها ، بطور واضح توضیح داده شده است.از این رو در این قسمت به همین توضیحات اکتفا کرده و کاربران را برای اطلاعات بیشتر به بررسی مستقیم از این فایل دعوت می کنیم.
برنامه نمونه در Keil
تا به اینجا، ما با استفاده از STM32CubeMX پروژه Keil خود را تولید کرده و کتابخانه GebraBit_ICM20649.c را که توسط GebraBit ارائه شده اضافه کردیم، حال به بررسی قسمت اصلی برنامه آموزشی نمونه، فایل main.c و مشاهده خروجی ماژول GebraBit ICM20649 در قسمت watch در محیط Debugging برنامه Keil می پردازیم.
شرح فایل main.c
اگر به ابتدای فایل main.c دقت کنید،متوجه می شوید که هدر GebraBit_ICM20649.h برای دسترسی به ساختار ها ، Enum ها و توابع مورد نیاز ماژول GebraBit ICM20649 ، اضافه شده است.در قسمت بعدی متغیری به نام ICM20649_Module از نوع ساختار GebraBit_ICM20649 (این ساختار در هدر GebraBit_ICM20649 بوده و در بخش توضیحات کتابخانه GebraBit_ICM20649توضیح داده شد) که برای پیکربندی ماژول GebraBit ICM20649 می باشد،تعریف شده است:
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
GebraBit_ICM20649 ICM20649_Module;
/* USER CODE END PTD */
در بخش بعدی کد نوشته شده، پیکربندی و تنظیمات ماژول GebraBit ICM20649 با استفاده از توابع GB_ICM20649_initialize() و GB_ICM20649_Configuration()، انجام شود:
GB_ICM20649_initialize( &ICM20649_Module );
GB_ICM20649_Configuration(&ICM20649_Module ,FIFO_ENABLE);
//GB_ICM20649_Configuration(&ICM20649_Module , FIFO_DISABLE );
و در نهایت در قسمت while برنامه ، مقادیر ماژول GebraBit ICM20649 در 3 محور X , Y , Z و دما به طور پیوسته دریافت میشود:
GB_ICM20649_Get_Data( &ICM20649_Module , FROM_FIFO );
//GB_ICM20649_Get_Data( &ICM20649_Module , FROM_REGISTER );
با خارج کردن توابع GB_ICM20649_Configuration(&ICM20649_Module , FIFO_DISABLE ); و GB_ICM20649_Get_Data( &ICM20649_Module , FROM_REGISTER ); می توان مقادیر داده ها را مستقیم از رجیستر های داده خواند.
متن کد فایل main.c:
/* USER CODE BEGIN Header */
/*
* ________________________________________________________________________________________________________
* Copyright (c) 2020 GebraBit Inc. All rights reserved.
*
* This software, related documentation and any modifications thereto (collectively “Software”) is subject
* to GebraBit and its licensors' intellectual property rights under U.S. and international copyright
* and other intellectual property rights laws.
*
* GebraBit and its licensors retain all intellectual property and proprietary rights in and to the Software
* and any use, reproduction, disclosure or distribution of the Software without an express license agreement
* from GebraBit is strictly prohibited.
* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT
* NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NON-INFRINGEMENT IN
* NO EVENT SHALL GebraBit BE LIABLE FOR ANY DIRECT, SPECIAL, INDIRECT, INCIDENTAL, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES,
* OR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT,
* NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE
* OF THE SOFTWARE.
* ________________________________________________________________________________________________________
*/
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
* @Author : Mehrdad Zeinali
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2022 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
//#include "i2c.h"
#include "spi.h"
#include "gpio.h"
#include "GebraBit_ICM20649.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
GebraBit_ICM20649 ICM20649_Module;
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
//MX_I2C1_Init();
MX_SPI1_Init();
GB_ICM20649_initialize( &ICM20649_Module );
GB_ICM20649_Configuration(&ICM20649_Module ,FIFO_ENABLE );
//GB_ICM20649_Configuration(&ICM20649_Module , FIFO_DISABLE );
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//GB_ICM20649_Get_Data( &ICM20948_Module , FROM_REGISTER );
GB_ICM20649_Get_Data( &ICM20649_Module , FROM_FIFO );
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_I2C1;
PeriphClkInit.I2c1ClockSelection = RCC_I2C1CLKSOURCE_SYSCLK;
if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
خروجی برنامه
بعد از تولید پروژه Keil با استفاده از STM32CubeMX و اضافه کردن کتابخانه ، پروگرامر STLINK V2 را با استفاده از آداپتور تبدیل STLINKV2 به GebraBit STM32F303 متصل می کنیم:
آداپتور تبدیل :STLINKV2
با اتصال پروگرامر STLINK V2 به GebraBit STM32F303 دیگر نیازی به اعمال تغذیه به ماژول های GebraBit STM32F303 و GebraBit ICM20649 نمی باشد، زیرا ولتاژ کاری خود را مستقیما از پروگرامر STLINK V2 دریافت میکنند.
در نهایت وارد حالت Debug شده و با اضافه کردن ICM20649_Module به پنجره watch و اجرای برنامه ، تغییرات مقادیر دما و ماژول GebraBit ICM20649 را در 3 محور X , Y , Z هم به صورت مستقیم از رجیستر های داده و هم FIFO مشاهده می کنیم.
دریافت داده های سنسور مستقیم از رجیستر های داده :
دریافت داده های سنسور از FIFO :
در ادامه می توانید پروژه راه اندازی ماژول GebraBit ICM20649 را با استفاده از ماژول GebraBit STM32F303 در محیط Keil و فایل STM32CubeMX ، شماتیک ماژول ها و دیتاشیت ICM20649 را دانلود کنید.