هدف ما از انجام این پروژه چیست؟
در این بخش قصد داریم سنسور ICM20789 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 GB307IM 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 سنسورICM20789 ، به طور خلاصه با تمامی رجیسترهای سنسور ICM20789، 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 GB6307IM، 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
|
اولین قدم برای راه اندازی ماژول GebraBit ICM20789 با استفاده از رابط SPI آن است که ابتدا پروتکل ارتباطی SPI را با استفاده از جامپر های روی برد انتخاب کرده و سپس مانند تصویر زیر ماژول GebraBit ICM20789 را به صورت Pin To Pin بر روی ماژول GebraBit STM32F303 قرار دهیم:
توجه : تصویر بالا صرفا برای نمایش نحوه قرار گیری ماژول GebraBit ICM20789 بر روی ماژول GebraBit STM32F303 استفاده شده است . لذا برای استفاده از پروتکل ارتباطی SPI کاربر باید نسبت به انتخاب صحیح وضعیت جامپر های روی برد اقدام کند.
همچنین توجه داشته باشید که در اینجا صرفا برای درک بهتر ماژول GebraBit ICM20789 روی میکروکنترلر قرارداده شده است اما از آنجایی که سطح منطق ماژول GebraBit ICM20789 “” ، 1.8 ولت و سطح منطق ماژول میکروکنترلر GebraBit STM32F303 “” 3V3 میباشد، طبق دیتاشیت کاربران باید از انجام این نوع اتصال خودداری نمایند. لذا لازم است سطح منطق دو ماژول را از طریق یک مبدل لاجیک لول، به یکدیگر تبدیل کنید.
در واقع نحوه صحیح اتصال ماژول GebraBit ICM20789 با ماژول میکروکنترلر GebraBit STM32F303 با استفاده از پروتکل SPI به صورت زیر میباشد.
در ورژن بعدی ماژول GebraBit ICM20789 ، این مسئله حل گردیده و کاربران میتوانند ورژن بعدی این ماژول را به راحتی به صورت Pin to Pin روی ماژول میکروکنترلر GebraBit STM32F303 “” قرار دهند.
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
در ادامه به توضیح تنظیمات مربوط به هریک از بخش های SPI , RCC , Debug , Clock را در میکروکنترلر STM32F303 برای راه اندازی ماژول GebraBit ICM20789 می‌پردازیم.
تنظیمات RCC
از آنجاییکه یک کریستال 8Mhz در ماژول GebraBit STM32F30 وجود دارد، در بخش RCC کلاک خارجی را انتخاب می کنیم
تنظیمات Debug&Programming
در ماژول GebraBit STM32F303 دسترسی به پین‌های SWCLK و SWDIO برای کاربران فراهم گردیدده است از این رو برای کاهش تعداد پین هنگام Debug&Programming در بلوک SYS گزینه Serial Wire را در بخش Debug انتخاب می کنیم:
تنظیمات SPI
برای ارتباط از طریق SPI با ماژول GebraBit STM32F303 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 را به صورتی که در شکل زیر نشان داده شده است، انجام میدهیم .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) ICM20789 ، 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 ICM20789
GebraBit علاوه بر طراحی ماژولار سنسورها و آی سی های مختلف ، پیشرو 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 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_ICM20789.h
فایل هدر بر اساس دیتاشیت سنسور یا ای سی است و تمامی آدرس رجیسترها، مقادیر هریک از رجیسترها به صورت Enumeration در این فایل تعریف شده اند.همچنین بدنه سنسور ICM20789 و کانفیگ های مربوط به هریک از بلوک های داخلی سنسور ICM20789 به صورت STRUCT با نام GebraBit_ICM20789 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 ICM20789_Interface
برای انتخاب پروتکل ارتباطی با سنسور از این enum استفاده می شود:
typedef enum interface
{
NOT_SPI = 0,
IS_SPI
}ICM20789_Interface;
enum ICM20789_Accel_Fs_Sel
برای انتخاب مقدار Full Scale سنسور Accelerometer از این enum استفاده می شود:
typedef enum accel_fs_sel
{
FULL_SCALE_2g = 0,
FULL_SCALE_4g ,
FULL_SCALE_8g ,
FULL_SCALE_16g
}ICM20789_Accel_Fs_Sel;
enum ICM20789_ Accel_Scale_Factor
برای انتخاب مقدار Scale Factor سنسور Accelerometer از این enum استفاده می شود:
typedef enum Accel_Scale_Factor
{
SCALE_FACTOR_16384_LSB_g = 16384,
SCALE_FACTOR_8192_LSB_g = 8192 ,
SCALE_FACTOR_4096_LSB_g = 4096 ,
SCALE_FACTOR_2048_LSB_g = 2048 ,
}ICM20789_Accel_Scale_Factor;
enum ICM20789_Gyro_Fs_Sel
برای انتخاب مقدار Full Scale سنسور Gyroscope از این enum استفاده می شود:
typedef enum gyro_fs_sel
{
FS_250_DPS ,
FS_500_DPS ,
FS_1000_DPS,
FS_2000_DPS
}ICM20789_Gyro_Fs_Sel;
enum ICM20789_Gyro_Scale_Factor
برای انتخاب مقدار Scale Factor سنسور Gyroscope از این enum استفاده می شود :
typedef enum Gyro_Scale_Factor
{
SCALE_FACTOR_131_LSB_DPS = 131
SCALE_FACTOR_65p5_LSB_DPS = 65,
SCALE_FACTOR_32p8_LSB_DPS = 32,
SCALE_FACTOR_16p4_LSB_DPS = 16
}ICM20789_Gyro_Scale_Factor;
enum ICM20789_ FIFO_Size
مقدار حافظه FIFO سنسور با استفاده از مقادیر این enum تنظیم می شود:
typedef enum FIFO_Size
{
_512_BYTE = 0 ,
_1_KBYTE = 1 ,
_2_KBYTE = 2 ,
_4_KBYTE = 3 ,
}ICM20789_FIFO_Size ;
enum ICM20789_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 = 1
}ICM20789_FIFO_MODE ;
enum ICM20789_Ability
برای فعال و غیر فعال کردن بخش های مختلف سنسور از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Ability
{
Disable = 0,
Enable
}ICM20789_Ability;
enum ICM20789_Power_Mode
برای تنظیم حالت Power Mode سنسور از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Power_Mode
{
ICM20789_LOW_NOISE = 0,
ICM20789_LOW_POWER = 1,
ICM20789_SLEEP_OFF = 2
} ICM20789_Power_Mode;
enum ICM20789_ 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
} ICM20789_GYRO_Averaging_Filter;
enum ICM20789_ ACCEL_Averaging_Filter
برای تعیین فیلتر مورد استفاده در سنسور Accelerometer در حالت Low Power از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum ACCEL_Averaging_Filter
{
ACCEL_AVERAGE_4_SAMPLES_FILTER = 0 ,
ACCEL_AVERAGE_8_SAMPLES_FILTER = 1 ,
ACCEL_AVERAGE_16_SAMPLES_FILTER = 2 ,
ACCEL_AVERAGE_32_SAMPLES_FILTER = 3
} ICM20789_ACCEL_Averaging_Filter;
enum ICM20789_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
}ICM20789_Preparation;
enum ICM20789_Reset_Status
وضعیت نهاییReset نرم افزاری سنسور در این enum بیان شده است:
typedef enum Reset_Status
{
DONE = 0,
FAILED
}ICM20789_Reset_Status;
enum ICM20789_ FIFO_Ability
برای فعال یا غیر فعال سازی FIFO از این Enum استفاده می شود:
typedef enum FIFO_Ability
{
FIFO_DISABLE = 0,
FIFO_ENABLE
} ICM20789_FIFO_Ability;
enum ICM20789_ Get_DATA
نحوه دریافت داده از سنسور در این enum بیان شده است:
typedef enum Get_DATA
{
FROM_REGISTER = 0,
FROM_FIFO
} ICM20789_Get_DATA;
enum ICM20789_ DMP_LP
برای فعال یا غیر فعال سازی DMP در حالت LOW POWER از این Enum استفاده می شود:
typedef enum DMP_LP
{
DMP_LOW_POWER = 0,
NOT_DMP_LOW_POWER
} ICM20789_DMP_LP;
enum ICM20789_ Sleep
برای تنظیم حالت کاری سنسور از مقادیر این enum استفاده می شود :
typedef enum Sleep
{
ICM20789_AWAKE = 0,
ICM20789_SLEEP
}ICM20789_Sleep ;
enum ICM20789_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
}ICM20789_Clock_Source ;
enum ICM20789_ 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
}ICM20789_Sensor ;
enum ICM20789_ INT_Level
برای تعیین سطح لاجیک پایه Interrupt از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum int_level
{
ACTIVE_HIGH = 0,
ACTIVE_LOW
} ICM20789_INT_Level;
enum ICM20789_ 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
} ICM20789_Latch_Type;
enum ICM20789_ INT_Type
برای تعیین نوع خروجی Interrupt از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum int_type
{
PUSH_PULL = 0,
OPEN_DRAIN
}ICM20789_INT_Type;
enum ICM20789_ FIFO_Overflow
مقادیر این enum نشانگر Overflow شدن یا نشدن FIFO می باشد:
typedef enum FIFO_Overflow
{
FIFO_IS_NOT_OVERFLOW = 0,
FIFO_IS_OVERFLOW = 1
} ICM20789_FIFO_Overflow;
enum ICM20789_ Sample_Rate
مقادیر این enum مقدار نرخ داده خروجی را مشخص می کند:
typedef enum sample_rate
{
_1_KHz = 1000,
_4_KHz = 4000,
_8_KHz = 8000,
_32_KHz = 32000
}ICM20789_Sample_Rate ;
enum ICM20789_ FCHOICEB
برای فعال یا غیر فعال کردن فیلتر DLPF از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum FCHOICEB
{
ENABLE_DLPF_FCHOICEB = 0,
BYPASS_DLPF_FCHOICEB = 1,
}ICM20789_FCHOICEB;
enum ICM20789_ GYRO_TEMP_DLPF
برای تعیین فیلتر DLPF در سنسور ژیروسکوپ از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Gyro_DLPF_CFG
{
ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF_250 = 0,
ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF_176 = 1,
ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF_92 = 2,
ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF_41 = 3,
ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF_20 = 4,
ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF_10 = 5,
ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF_5 = 6,
ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF_3281 = 7
}ICM20789_GYRO_DLPF ;
enum ICM20789_ Accel_DLPF_CFG
برای تعیین فیلتر DLPF در سنسور شتاب سنج از مقادیر این enum استفاده می شود:
typedef enum Accel_DLPF_CFG
{
ICM20789_ACCEL_DLPF_218 = 1,
ICM20789_ACCEL_DLPF_99 = 2,
ICM20789_ACCEL_DLPF_45 = 3,
ICM20789_ACCEL_DLPF_21 = 4,
ICM20789_ACCEL_DLPF_10 = 5,
ICM20789_ACCEL_DLPF_5 = 6,
ICM20789_ACCEL_DLPF_420 = 7
}ICM20789_ACCEL_DLPF ;
ساختار GebraBit_ICM20789
تمامی اطلاعات و کانفیگ اجرا شده بر روی سنسور در این Structure ذخیره شده و می تواند تغییرات در هر بخش از سنسور را در محیط Debug Session مشاهده نمود.
اعلان توابع
در پایان این فایل تمامی توابع جهت خواندن و نوشتن در رجیستر های ICM20789 ، کانفیک سنسور و FIFO و دریافت داده از سنسور اعلان شده است
/********************************************************
*Declare Read&Write ICM20789 Register Values Functions *
********************************************************/
extern uint8_t GB_ICM20789_Read_Reg_Data ( uint8_t regAddr,uint8_t* data);
extern uint8_t GB_ICM20789_Read_Reg_Bits (uint8_t regAddr,uint8_t start_bit, uint8_t len, uint8_t* data);
extern uint8_t GB_ICM20789_Burst_Read(uint8_t regAddr,uint8_t *data, uint16_t byteQuantity);
extern uint8_t GB_ICM20789_Write_Reg_Data(uint8_t regAddr, uint8_t data);
extern uint8_t GB_ICM20789_Write_Reg_Bits(uint8_t regAddr, uint8_t start_bit, uint8_t len, uint8_t data);
extern uint8_t GB_ICM20789_Burst_Write ( uint8_t regAddr,uint8_t *data, uint16_t byteQuantity);
/********************************************************
* Declare ICM20789 Configuration Functions *
********************************************************/
extern void GB_ICM20789_Soft_Reset ( GebraBit_ICM20789 * ICM20789 );
extern void GB_ICM20789_Who_am_I(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_DMP(GebraBit_ICM20789* ICM20789 ,ICM20789_Ability dmp,ICM20789_DMP_LP dmp_lp);
extern void GB_ICM20789_DMP_Reset(GebraBit_ICM20789* ICM20789 ,ICM20789_Ability rst);
extern void GB_ICM20789_DMP_Interrupt(ICM20789_Ability interrupt);
extern void GB_ICM20789_Sleep_Awake (GebraBit_ICM20789 * ICM20789, ICM20789_Sleep working ) ;
extern void GB_ICM20789_ACCEL_Power_Mode(GebraBit_ICM20789* ICM20789 ,ICM20789_Power_Mode pmode);
extern void GB_ICM20789_GYRO_Power_Mode(GebraBit_ICM20789* ICM20789 ,ICM20789_Power_Mode pmode);
extern void GB_ICM20789_Set_Clock_Source(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_CLK clk) ;
extern void GB_ICM20789_Temperature(GebraBit_ICM20789* ICM20789 ,ICM20789_Ability temp);
extern void GB_ICM20789_Accelerometer(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Sensor accel);
extern void GB_ICM20789_Gyroscope(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Sensor gyro) ;
extern void GB_ICM20789_Set_INT_Pin(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_INT_Level level ,ICM20789_INT_Type type , ICM20789_Latch_Type latch );
extern ICM20789_Preparation GB_ICM20789_Check_Data_Preparation(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_GYRO_Full_Scale ( GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Gyro_Fs_Sel fs ) ;
extern void GB_ICM20789_GYRO_Low_Pass_Filter (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_FCHOICEB bypass ) ;
extern void GB_ICM20789_GYRO_TEMP_Low_Pass_Filter_Value (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_GYRO_TEMP_DLPF dlpf );
extern void GB_ICM20789_GYRO_LP_Averaging_Filter (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_GYRO_Averaging_Filter avg );
extern void GB_ICM20789_GYRO_Output_Sample_Rate (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , uint16_t rate_hz);
extern void GB_ICM20789_ACCEL_Full_Scale ( GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Accel_Fs_Sel fs );
extern void GB_ICM20789_ACCEL_Low_Pass_Filter (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_FCHOICEB bypass );
extern void GB_ICM20789_ACCEL_Low_Pass_Filter_Value (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_ACCEL_DLPF dlpf );
extern void GB_ICM20789_ACCEL_LP_Averaging_Filter (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_ACCEL_Averaging_Filter avg );
extern void GB_ICM20789_Output_Sample_Rate (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , uint16_t rate_hz);
extern void GB_ICM20789_FIFO_Overflow_Interrupt_Pin(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Ability data_ovf_int);
extern void GB_ICM20789_Data_Ready_Interrupt_Pin(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Ability data_ready_int);
/********************************************************
* Declare ICM20789 FIFO Functions *
********************************************************/
extern void GB_ICM20789_Access_Serial_Interface_To_FIFO(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Ability interface_access_fifo);
extern ICM20789_FIFO_Overflow GB_ICM20789_Check_FIFO_Overflow(GebraBit_ICM20789 * ICM20789) ;
extern void GB_ICM20789_Write_ACCEL_FIFO(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Ability accel_fifo ) ;
extern void GB_ICM20789_Write_GYRO_FIFO(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Ability gyro_fifo ) ;
extern void GB_ICM20789_Write_TEMP_FIFO(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Ability temp_fifo );
extern void GB_ICM20789_FIFO_Size(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_FIFO_Size fifo_size );
extern void GB_ICM20789_FIFO_Mode(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_FIFO_Mode fifo_mode );
extern void GB_ICM20789_FIFO_Reset(void) ;
extern void GB_ICM20789_GET_FIFO_Count (GebraBit_ICM20789 * ICM20789 ) ;
extern void GB_ICM20789_Read_FIFO(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , uint16_t qty);
extern void GB_ICM20789_Get_ACCEL_GYRO_TEMP_From_FIFO(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
/********************************************************
* Declare ICM20789 DATA Functions *
********************************************************/
extern void GB_ICM20789_Get_Temp_Register_Raw_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_Temp_Valid_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_GYRO_X_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_GYRO_Y_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_GYRO_Z_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_GYRO_DATA_X_Valid_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_GYRO_DATA_Y_Valid_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_GYRO_DATA_Z_Valid_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_ACCEL_X_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_ACCEL_Y_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_ACCEL_Z_Register_Raw_DATA(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_ACCEL_DATA_X_Valid_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_ACCEL_DATA_Y_Valid_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_ACCEL_DATA_Z_Valid_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_Temperature(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_XYZ_GYROSCOPE(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_XYZ_ACCELERATION(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_ACCEL_GYRO_TEMP_From_Registers(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20649_FIFO_Data_Partition_ACCEL_GYRO_XYZ_TEMP(GebraBit_ICM20789 * ICM20789);
extern void GB_ICM20789_Get_Data(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Get_DATA get_data);
/********************************************************
* Declare ICM20789 HIGH LEVEL Functions *
********************************************************/
extern void GB_ICM20789_FIFO_Configuration ( GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_FIFO_Ability fifo );
extern void GB_ICM20789_Set_Power_Management(GebraBit_ICM20789 * ICM20789 , ICM20789_Power_Mode pmode) ;
extern void GB_ICM20789_initialize( GebraBit_ICM20789 * ICM20789 );
extern void GB_ICM20789_Configuration(GebraBit_ICM20789 * ICM20789, ICM20789_FIFO_Ability fifo);
فایل سورس GebraBit_ICM20789.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_ ICM20789.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 ICM20789 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_ICM20789.h برای دسترسی به ساختار ها ، Enum ها و توابع مورد نیاز ماژول GebraBit ICM20789 ، اضافه شده است.در قسمت بعدی متغیری به نام ICM20789_Module از نوع ساختار GebraBit_ICM20789 (این ساختار در هدر GebraBit_ICM20789 بوده و در بخش توضیحات کتابخانه GebraBit_ICM20789توضیح داده شد) که برای پیکربندی ماژول GebraBit ICM20789 می باشد،تعریف شده است:
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
GebraBit_ICM20789 ICM20789_Module;
/* USER CODE END PTD */
در بخش بعدی کد نوشته شده، پیکربندی و تنظیمات ماژول GebraBit ICM20789 با استفاده از توابع GB_ICM20789_initialize() و GB_ICM20789_Configuration()، انجام شود:
GB_ICM20789_initialize( &ICM20789_Module );
GB_ICM20789_Configuration(&ICM20789_Module ,FIFO_ENABLE);
//GB_ICM20789_Configuration(&ICM20789_Module , FIFO_DISABLE );
و در نهایت در قسمت while برنامه ، مقادیر ماژول GebraBit ICM20789 در 3 محور X , Y , Z و دما به طور پیوسته دریافت میشود:
GB_ICM20789_Get_Data( &ICM20789_Module , FROM_FIFO );
//GB_ICM20789_Get_Data( &ICM20789_Module , FROM_REGISTER );
با خارج کردن توابع GB_ICM20789_Configuration(&ICM20789_Module , FIFO_DISABLE ); و GB_ICM20789_Get_Data( &ICM20789_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_ICM20789.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
GebraBit_ICM20789 ICM20789_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_ICM20789_initialize( &ICM20789_Module );
GB_ICM20789_Configuration(&ICM20789_Module ,FIFO_ENABLE );
//GB_ICM20789_Configuration(&ICM20789_Module , FIFO_DISABLE );
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//GB_ICM20789_Get_Data( &ICM20948_Module , FROM_REGISTER );
GB_ICM20789_Get_Data( &ICM20789_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 ICM20789 نمی باشد، زیرا ولتاژ کاری خود را مستقیما از پروگرامر STLINK V2 دریافت میکنند.
در نهایت وارد حالت Debug شده و با اضافه کردن ICM20789_Module به پنجره watch و اجرای برنامه ، تغییرات مقادیر دما و ماژول GebraBit ICM20789 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 ICM20789 را با استفاده از ماژول GebraBit STM32F303 در محیط Keil و فایل STM32CubeMX ، شماتیک ماژول ها و دیتاشیت ICM20789 را دانلود کنید.