传感器_芯片级传感器和功能芯片的使用和编程思路_文字描述传感器软件程序设计的思路

芯片级的传感器（如ICM-26090）和某些功能芯片（如DAC芯片：DAC81404），在编程使用时，往往会陷入一种迷茫的境地，有点恐惧。因为往往它的参考手册长的更一本书一样。主要原因时很多芯片为了兼容各种应用场景，拥有很多我们不需要的冗余功能。

其实这些芯片用起来不难，一般来讲我们的主控芯片都可以通过SPI/I2C等通信接口，去配置这些芯片，读写芯片里的寄存器。 只要按照正确合适的方式，配置好芯片内部的某些寄存器，就能正常操作了。这与直接操作主控芯片的寄存器只是多了一个操作的方式。 主控芯片的寄存器，可以直接读写。 而传感器芯片和功能芯片需用用SPI/I2C等通信方式去操作芯片的寄存器。 下面介绍通用的一种编程思路。

1、第一步

用传感器芯片或功能芯片的型号去网上下载它的参考手册。下到手册后，先看看它的功能介绍，特性介绍，了解这个芯片是干什么的，有什么特性。下面拿ICM-26090来举例说明。

 

 然后通篇拉通了浏览一遍，看看主芯片控制它是用什么通信方式，通信协议是怎样的。

 

本例中的芯片可以使用I2C和SPI两种通信方式，通信协议也找到了，如上图所示。

最后就是找到芯片需要操作的寄存器。

不必细读，找到了，你的第一步就完成了。

2、第二步

2.1、读设备ID

第二步主要完成一个通信测试，比如你用的SPI通信方式，协议你也知道了。编程的第一步就是先试试能不能通信。所以要进行通信测试，有个很妙的东西，就是基本上这些功能芯片都有一个可以读的东西（设备ID什么的）。

比如ICM-20690芯片里面有个WHO_AM_I寄存器

 比如DAC81404芯片里，有个DEVICEID寄存器

所以你通信的第一步，就是把设备ID读出来。

2.2、测试写入功能

如果你设备ID读对了，那你就可以测试写入了。根据通信协议，把（寄存器地址+写指令）+写的数据，写入某一个可读可写的寄存器（R/W）， 写了之后，你又可以再读回来，看是否是你刚刚写入的数据。因为你在上一步已经通过读设备ID验证了读的功能，所以现在就是测试写功能。 写功能如果出了问题，可以看看通信协议和时序等相关内容。【我遇到的用SPI通信的芯片，你要写入数据时，你的（寄存器地址+写指令）+写的数据都是连续发送的，不能说写一个字节读一个字节，再写一个字节读一个字节，用这种断断续续的操作】 ，再不行，借助示波器看看你的输出信号。

2.3、封装芯片读写操作的函数

当你读写都没问题了，你就可以把读/写芯片的操作函数封装起来。 以便于进一步的使用。

如：

void SPI_A_READ(unsigned char addr, unsigned char * Rxdata){
		spi_cs_A_Enable;
		HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&addr,1,100);
		HAL_SPI_Receive(&hspi1,Rxdata,1,100);
		spi_cs_A_Disable;
}
 
void SPI_A_WRITE(unsigned char addr, unsigned char Txdata){
		unsigned char Rxdata=0x00;
		spi_cs_A_Enable;
		HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&addr,1,100);
		HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&Txdata,1,100);	// 经测试，地址字节和数据字节必须连续发送。 否则无法正常写入
			
	  // 接不接收都可以，接收的数据是无用的，但稳妥起见，还是接一下吧
		HAL_SPI_Receive(&hspi1,&Rxdata,1,100);
		HAL_SPI_Receive(&hspi1,&Rxdata,1,100);
 
		spi_cs_A_Disable;
}

3、第三步

第三步，是最后一步，也是最难的一步。就是配置芯片寄存器。这个没有什么捷径，这是避无可避的。

但我认为最有效的办法，就是把每一个需配置的寄存器（有些寄存器是只读的，那就不用配置，有些寄存器是与配置无关的，比如记录传感器最终的测量输出的寄存器）都配置一遍，穷举所有可配置的寄存器。

我一般就是把每一个寄存器的地址，全部都用宏定义先抄下来。

然后写一个config函数，比如ICM-20690芯片，就叫icm20690_config函数。

把每个需要配置的寄存器，挨个配置一遍。配置的时候，就读一读这个寄存器是啥意思。

穷举所有可配置的寄存器，劳资全部给他配置一遍，最稳妥。 很多芯片看着吓人，寄存器数量很多的，但其实很多都是冗余的，别虚。

如：

void icm20690_config(void){
		
	// register: SMPLRT_DIV
	// This register is only effective when FCHOICE_B register bits are 2’b00, and (0 < DLPF_CFG < 7).
	
	// register: CONFIG 
	// FIFO_MODE - 0 
	// EXT_SYNC_SET - 0
	// DLPF_CFG - 0 250Hz 0.97ms 8KhZ	FCHOICE_B(0 0)
	SPI_A_WRITE(CONFIG_ADDR_W,0x00);
	
	// register: GYRO_CONFIG
	// XG_ST YG_ST ZG_ST 0
	// FS_SEL 0 250dps
	// FCHOICE_B (2'b00)
	SPI_A_WRITE(GYRO_CONFIG_ADDR_W,0x00);
	
	// register: ACCEL_CONFIG
	// XA_ST YA_ST ZA_ST 0
	// AFS_SEL 00 ±2g
	// AFS_SEL_OIS 00 ±2g
	SPI_A_WRITE(ACCEL_CONFIG_ADDR_W,0x00);
	
	// register: ACCEL_CONFIG2
	// FIFO_SIZE 00 128byte
	// DEC2_CFG 3 							32x averaging filter 
	// ACCEL_FCHOICE_B 0 
	// A_DLPF_CFG 7						 420Hz 1.38ms 1Hz
	SPI_A_WRITE(ACCEL_CONFIG_2_ADDR_W,0x37);
	
	// register: LP_MODE_CONFIG
	// GYRO_CYCLE 0 low-power gyroscope mode is disable
	// GYRO_AVGCFG 111b = 7H 		128x averaging filter
	SPI_A_WRITE(LP_MODE_CONFIG_ADDR_W,0x70);
	
	// register: FIFO_EN
	// TEMP_OUT 1 GYRO_XOUT 1 GYRO_YOUT 1 GYRO_ZOUT 1 ACCEL_XYZ_OUT 1
	SPI_A_WRITE(FIFO_EN_ADDR_W,0xF8);
	
	// register: ODR_DELAY_EN
	// ODR_DELAY_EN 0 Function is disabled.
	SPI_A_WRITE(ODR_DELAY_EN_ADDR_W,0x00);
	
	// register:INT_ENABLE
	SPI_A_WRITE(INT_ENABLE_ADDR_W,0x00);
	
	// register:FIFO_WM_TH
	SPI_A_WRITE(FIFO_WM_TH_ADDR_W,0x00);	// If zero then watermark interrupt is disabled.
	
	// register:PWR_MGMT_1 2
	SPI_A_WRITE(PWR_MGMT_1_ADDR_W,0x00);
	SPI_A_WRITE(PWR_MGMT_2_ADDR_W,0x00);
}

4、第四步

第四步，其实不说都知道，就是测试你的配置起作用了没有，比如传感器芯片，你就把传感器输出读出来。动动你的设备，看看传感器输出有没有？ 对不对？ 美滋滋啊。