HAL STM32 硬件I2C方式读取AS5600磁编码器获取角度例程

HAL STM32 硬件I2C方式读取AS5600磁编码器获取角度例程

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✨stm32使用硬件I2C去读取角度数据，通过STM32CubeMX工具配置工程，读取角度数据，只需要调用一个函数，即可完成数据的读取。了解函数的用法以及从设备地址命令，上手十分快速和简单。

  • 📌AS5600资料：https://pan.baidu.com/s/15UMUH5_ppb2FTju7AJgFyw

📗AS5600寄存器描述

  • 📄AS5600寄存器汇总：
    在这里插入图片描述
  • 🌿ZPOS/MPOS/MANG寄存器：这些寄存器用于配置开始位置（ZPOS）和停止位置（MPOS）或最大角度（MANG）。默认范围为全0到360度，但当配置了一个较窄的范围时，输出的全分辨率将自动缩放到所配置的角度范围。角度范围必须大于18度。
  • 🌿ANGLE/RAW ANGLE 寄存器(0x0c,0x0d)：RAW角度寄存器包含未缩放和未修改的角度。缩放后和过滤后的输出值在角度寄存器中可用。(原始值范围：0 - 4095)
  • 🌿ANGLE角度值（0x0e,0x0f）：角度值范围：0-360
  • 🌿STATUS 状态寄存器：状态寄存器提供指示AS5600的当前状态的位。（当前磁场强度）
    在这里插入图片描述
  • 🌿AGC寄存器：AS5600在一个闭环中使用自动增益控制来补偿由于温度变化、IC和磁体之间的气隙以及磁体退化而引起的磁场强度的变化。AGC寄存器表示增益。对于最健壮的性能，增益值应该在其范围的中心。物理系统的气隙可以被调整以达到这个值。在5V操作中，AGC范围为0-255次。在3.3V模式下，AGC范围减少到0-128个计数。
  • 🌿MAGNITUDE寄存器：MAGNITUDE寄存器表示内部CORDIC的幅度值。
  • 🌿Burn_Angle命令（ZPOS，MPOS）：MCU可以使用BURN_ANGLE命令执行ZPOS和MPOS的永久编程。要执行BURN_ANGLE命令，请将值0x80写入寄存器0xFF。BURN_ANGLE命令最多可以执行3次。ZMCO显示了ZPOS和MPOS被永久写入的多少次。
  • 🌿磁场Bz和典型的间隙
    在这里插入图片描述

典型的间隙在0.5 mm到3 mm之间，这取决于所选的磁铁。一个更大和更强的磁铁允许一个更大的气隙。使用AGC值作为导轨，通过调整磁体与AS5600之间的距离，使AGC值在其范围的中心，可以找到最佳的气隙。当使用直径为6mm的磁铁时，参考磁铁的旋转轴从包装中心的最大允许位移为0.25 mm。

📑功能概要

  • 🖍首先对AS5600设备地址进行扫描，并打印设备地址，然后从指定设备的指定寄存器地址读取2个字节数据。

🛠STM32CubeMX工程配置

  • 🌿勾选I2C,参数默认即可。
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  • 🌿使能一路串口，方便查看数据信息。

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📙业务代码完善

  • 📄main函数内容：
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint8_t Raw_num[2];// Read angular measurementsuint16_t Angle = 0;/* 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_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */printf("Scanning I2C bus:\r\n");HAL_StatusTypeDef result;uint8_t i;for (i=1; i<128; i++){/** the HAL wants a left aligned i2c address* &hi2c1 is the handle* (uint16_t)(i<<1) is the i2c address left aligned* retries 2* timeout 2AS5600 i2c address:（0x6c = 0x36 << 1）*/result = HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, (uint16_t)(i<<1), 2, 2);if (result != HAL_OK) // HAL_ERROR or HAL_BUSY or HAL_TIMEOUT{printf("."); // No ACK received at that address}if (result == HAL_OK){printf("0x%X", i); // Received an ACK at that address}}printf("\r\n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while(1) {/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, AS5600_SLAVE_ADDRESS, addr_in, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, Raw_num, 2,100);int value = (Raw_num[0]<<8)|Raw_num[1];Angle = (value * 360)/4096;//换算成角度printf("Angle = %d degrees.\n", Angle);HAL_Delay(500);}/* USER CODE END 3 */
}
  • 🔖或者根据上面的寄存器，直接读取角度寄存器值：HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, AS5600_SLAVE_ADDRESS, addr_in, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, 0x0e, 2,100);
  • 🌿开启串口打印，在usart.c中添加一下内容：（在调用printf的地方，包含stdio.h头文件，Keil option中勾选MicroLib选项）
#include <stdio.h>
//使用printf()发送数据，需要对printf函数进行重定向，且只能使用USART1。
// 重定向fputc函数，使用printf()发送数据
int fputc(int ch, FILE *f)
{// 参数1：串口句柄，参数2：要发送的数据；参数3：要发生数据的长度；参数4：超时等待时间HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 100);return ch;
}
  • 🔖串口输出：
    -在这里插入图片描述

📚HAL_I2C_Mem_Read（阻塞方式）读取测试工程

  • 🔖基于stm32f103
链接：https://pan.baidu.com/s/1aN1n26SNdVSn6Q1CcaKrgg?pwd=48ok 
提取码：48ok

📗HAL_I2C_Mem_Read_DMA和HAL_I2C_Mem_Read_IT方式读取数据

  • 🔧在STM32CubeMX中，配置I2C时，在DMA选项中，添加RX配置：
    在这里插入图片描述
  • 🌿勾选事件中断
    在这里插入图片描述
  • 🔖完成以上参数内容配置后，在工程代码中可以使用HAL_I2C_Mem_Read_DMA和HAL_I2C_Mem_Read_IT函数都可以读取角度原始数据值。
  • 🌿添加读I2C设备是否在线函数。（可以省略，默认只查询一次。）
HAL_StatusTypeDef I2C_WaitUntilDeviceReady(I2C_HandleTypeDef *hi2c,uint16_t DevAddress,uint32_t Timeout){uint32_t tickstart = HAL_GetTick();                 //获取当前时间while(HAL_GetTick()-tickstart <= Timeout){          //如果没有超时就一直尝试if(HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, DevAddress,1, Timeout) == HAL_OK){   //如果准备好了就returnreturn HAL_OK;}}return HAL_TIMEOUT;                                 //否则return一个错误
}
  • 🌾main函数内容
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint8_t Raw_num[2];// Read angular measurementsuint16_t Angle = 0;/* 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_DMA_Init();MX_I2C1_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */printf("Scanning I2C bus:\r\n");HAL_StatusTypeDef result;uint8_t i;for (i=1; i<128; i++){/** the HAL wants a left aligned i2c address* &hi2c1 is the handle* (uint16_t)(i<<1) is the i2c address left aligned* retries 2* timeout 2AS5600 i2c address:（0x6c = 0x36 << 1）*/result = HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, (uint16_t)(i<<1), 2, 2);if (result != HAL_OK) // HAL_ERROR or HAL_BUSY or HAL_TIMEOUT{printf("."); // No ACK received at that address}if (result == HAL_OK){printf("0x%X", i); // Received an ACK at that address}}printf("\r\n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while(1) {/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */if(I2C_WaitUntilDeviceReady(&hi2c1,AS5600_SLAVE_ADDRESS, 5)==HAL_OK)//检测设备是否在线，设置5ms超时HAL_I2C_Mem_Read_DMA(&hi2c1, AS5600_SLAVE_ADDRESS, addr_in, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, Raw_num, 2);int value = (Raw_num[0]<<8)|Raw_num[1];Angle = (value * 360)/4096;//换算成角度printf("Angle = %d degrees.\n", Angle);HAL_Delay(500);}/* USER CODE END 3 */
}

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