STM32驱动ADXL345三轴传感器_adxl345b stm32模拟

简介：STM32F103C8T6驱动ADXL345三轴倾斜度传感器源码介绍。

开发平台：KEIL ARM

MCU型号：STM32F103C8T6

传感器型号：ADXL345

特别提示：驱动内可能使用了某些其他组件，比如delay等，在文末外设模板下载地址内有。

1积分源码下载地址在文末！！！

接口图：

使用举例：

#include <stdio.h>
#include "ADXL345.h"
 
int main()
{
	float angleX, angleY, angleZ;
	ADXL345_init(); // 初始化
	while(1) {
		delayMs(1000);
		get_angle(&angleX, &angleY, &angleZ); // 获取三轴偏移角度
		printf("angle X:%f  Y:%f  Z:%f\n", angleX, angleY, angleZ);
	}
}

驱动源码：

IIC.c

#include "main.h"
 
 
#define IIC_SDA_PORT		GPIOA
#define IIC_SDA_CLK			(RCC_APB2Periph_GPIOA)
#define IIC_SDA_PIN			GPIO_Pin_5
#define IIC_SCL_PORT		GPIOA
#define IIC_SCL_CLK			(RCC_APB2Periph_GPIOA)
#define IIC_SCL_PIN			GPIO_Pin_6
 
#define IIC_SCL_OUT_1		IIC_SCL_PORT->BSRR = (uint32_t)IIC_SCL_PIN // 置1
#define IIC_SCL_OUT_0		IIC_SCL_PORT->BRR = (uint32_t)IIC_SCL_PIN
#define IIC_SDA_OUT_1		IIC_SDA_PORT->BSRR = (uint32_t)IIC_SDA_PIN // 置1
#define IIC_SDA_OUT_0		IIC_SDA_PORT->BRR = (uint32_t)IIC_SDA_PIN
#define IIC_SDA_IN()		((IIC_SDA_PORT->IDR & IIC_SDA_PIN) != 0)
 
/**
  * @brief  IIC延时
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void IIC_Delay(void)
{
	uint8_t i;
	/*　
	 	下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。
    工作条件：CPU主频72MHz ，MDK编译环境，1级优化
  
		循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz 
		循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us 
	 	循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us 
	*/
	for (i = 0; i < 10; i++);
}
/**
  * @brief  SDA输出方向配置
  * @param  None
  * @retval None
  */
void Set_IIC_SDA_OUT(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(IIC_SDA_CLK, ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=IIC_SDA_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_Init(IIC_SDA_PORT,&GPIO_InitStructure); 						
}
/**
  * @brief  SDA输入方向配置
  * @param  None
  * @retval None
  */
void Set_IIC_SDA_IN(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(IIC_SDA_CLK, ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=IIC_SDA_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_Init(IIC_SDA_PORT,&GPIO_InitStructure);
}
/**
  * @brief  模拟IIC初始化
  * @param  None
  * @retval None
  */
void IIC_init()
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(IIC_SDA_CLK | IIC_SCL_CLK, ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = IIC_SDA_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; 		
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	
	GPIO_Init(IIC_SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = IIC_SCL_PIN;
	GPIO_Init(IIC_SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);	
	IIC_stop();
}
/**
  * @brief  模拟IIC起始信号
  * @param  None
  * @retval None
  */
void IIC_start()
{
	Set_IIC_SDA_OUT();
	IIC_SCL_OUT_1;
	IIC_SDA_OUT_1;
	IIC_Delay();
	IIC_SDA_OUT_0;
	IIC_Delay();
	IIC_SCL_OUT_0;
	IIC_Delay();
}
/**
  * @brief  模拟IIC停止信号
  * @param  None
  * @retval None
  */
void IIC_stop()
{
	Set_IIC_SDA_OUT();
	IIC_SCL_OUT_1;
	IIC_SDA_OUT_0;
	IIC_Delay();
	IIC_SDA_OUT_1;
}
/**
  * @brief  模拟IIC主机应答
  * @param  None
  * @retval None
  */
void IIC_ack()
{
	Set_IIC_SDA_OUT();
  IIC_SDA_OUT_0;
	IIC_Delay();
	IIC_SCL_OUT_1;
	IIC_Delay();
	IIC_SCL_OUT_0;
	IIC_Delay();	
	IIC_SDA_OUT_1;
}
/**
  * @brief  模拟IIC主机不应答
  * @param  None
  * @retval None
  */
void IIC_noack()
{
	Set_IIC_SDA_OUT();
  IIC_SDA_OUT_1;
	IIC_Delay();
	IIC_SCL_OUT_1;
	IIC_Delay();
	IIC_SCL_OUT_0;
	IIC_Delay();
}
/**
  * @brief  模拟IIC等待从机应答
  * @param  None
	* @retval 1: 接收应答失败 0: 接收应答成功
  */
uint8_t IIC_wait_ack()
{
	uint8_t rec = 0;
	Set_IIC_SDA_OUT();
	IIC_SDA_OUT_1;
	IIC_Delay();
	Set_IIC_SDA_IN();
	IIC_SCL_OUT_1;
	IIC_Delay();
	rec = IIC_SDA_IN();
	IIC_SCL_OUT_0;
	IIC_Delay();
	
	return rec;
}
/**
	* @brief  模拟IIC发送一个字节
  * @param  None
  * @retval None
  */
void IIC_send_byte(uint8_t txd)
{
	uint8_t i=0;
	Set_IIC_SDA_OUT();
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		if(txd&0x80) IIC_SDA_OUT_1;
		else IIC_SDA_OUT_0;
		IIC_Delay();
		IIC_SCL_OUT_1;
		IIC_Delay(); // 发送数据
		IIC_SCL_OUT_0;
		if(i == 7) IIC_SDA_OUT_1; // 最后一位数据发送完要释放SDA总线
		txd <<= 1;
		IIC_Delay();
	}
}
/**
	* @brief  模拟IIC读取一个字节
	* @param  ack: 0,读完不产生应答 1,读完产生应答
  * @retval 返回读取到的字节
  */
uint8_t IIC_read_byte(uint8_t ack)
{
	uint8_t i,receive=0;
	Set_IIC_SDA_IN();
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		receive <<= 1;
		IIC_SCL_OUT_1;
		IIC_Delay();
		if(IIC_SDA_IN()) receive++; // 连续读取八位
		IIC_SCL_OUT_0;
		IIC_Delay();	
	}
  if(!ack) IIC_noack();
	else IIC_ack();
 
	return receive; // 返回读取到的字节
}

IIC.h 

#ifndef __IIC_H
#define __IIC_H
 
#include "main.h"
 
void Set_IIC_SDA_OUT(void);
void Set_IIC_SDA_IN(void);
void IIC_init(void);
void IIC_start(void);
void IIC_stop(void);
void IIC_ack(void);
void IIC_noack(void);
uint8_t IIC_wait_ack(void);
void IIC_send_byte(uint8_t txd);
uint8_t IIC_read_byte(uint8_t ack);
#endif

ADXL345.c

/*
ADXL345三轴倾斜度模块
*/
#include "ADXL345.h"
#include "IIC.h"
 
/**
  * @brief  ADXL345初始化
  * @param  None
  * @retval None
  */
uint8_t ADXL345_init(void)
{
	IIC_init();
	if(ADXL345_read_reg(DEVICE_ID) == 0xE5)
	{
		ADXL345_write_reg(DATA_FORMAT,0X0B); // 低电平中断输出,13位全分辨率,输出数据右对齐,16g量程 
		ADXL345_write_reg(BW_RATE,0x0E); // 数据输出速度为100Hz
		ADXL345_write_reg(POWER_CTL,0x08); // 链接使能,测量模式,省电特性
		ADXL345_write_reg(INT_ENABLE,0x80); // 不使用中断		 
	 	ADXL345_write_reg(OFSX,0x00);
		ADXL345_write_reg(OFSY,0x00);
		ADXL345_write_reg(OFSZ,0x05);
		return 0;
	}
	return 1;
}
/**
  * @brief  ADXL345写寄存器
  * @param  None
  * @retval None
  */
uint8_t ADXL345_write_reg(u8 addr,u8 val) 
{
	IIC_start();  				 
	IIC_send_byte(slaveaddress); // 发送写器件指令	 
	if(IIC_wait_ack())
	{
		return 1;
	}    
  IIC_send_byte(addr); // 发送寄存器地址
	if(IIC_wait_ack())
	{
		return 2;
	} 	 										  		   
	IIC_send_byte(val); // 发送值					   
	if(IIC_wait_ack())
	{
		return 3;
	}   		    	   
  IIC_stop(); // 产生一个停止条件 	   
	return 0;
}
/**
  * @brief  ADXL345读寄存器
  * @param  None
  * @retval None
  */
u8 ADXL345_read_reg(u8 addr)
{
	u8 temp=0;		 
	IIC_start();  				 
	IIC_send_byte(slaveaddress); // 发送写器件指令	 
	if(IIC_wait_ack())
	{
		return 1;
	}   
  IIC_send_byte(addr); // 发送寄存器地址
	if(IIC_wait_ack())
	{
		return 2;
	}  										  		   
	IIC_start(); // 重新启动
	IIC_send_byte(regaddress); // 发送读器件指令	 
	if(IIC_wait_ack())
	{
		return 3;
	} 	   
  temp=IIC_read_byte(0); // 读取一个字节,不继续再读,发送NAK
  IIC_stop(); // 产生一个停止条件 	    
	return temp;
}
/**
  * @brief  ADXL345读取数据
  * @param  None
  * @retval None
  */
void ADXL345_read_data(short *x,short *y,short *z)
{
	u8 buf[6];
	u8 i;
	IIC_start();  				 
	IIC_send_byte(slaveaddress); // 发送写器件指令	 
	IIC_wait_ack();	   
  IIC_send_byte(0x32); // 发送寄存器地址(数据缓存的起始地址为0X32)
	IIC_wait_ack(); 	 										  		   
 
 	IIC_start(); // 重新启动
	IIC_send_byte(regaddress); // 发送读器件指令
	IIC_wait_ack();
	for(i=0;i<6;i++)
	{
		if(i==5)buf[i]=IIC_read_byte(0); // 读取一个字节,不继续再读,发送NACK  
		else buf[i]=IIC_read_byte(1);	// 读取一个字节,继续读,发送ACK 
 	}	        	   
  IIC_stop();	// 产生一个停止条件
	*x=(short)(((u16)buf[1]<<8)+buf[0]); // 合成数据    
	*y=(short)(((u16)buf[3]<<8)+buf[2]); 	    
	*z=(short)(((u16)buf[5]<<8)+buf[4]); 
}
/**
  * @brief  ADXL345连读读取几次取平均值
  * @param  None
  * @retval None
  */
void ADXL345_read_average(short *x,short *y,short *z,u8 times)
{
	u8 i;
	short tx,ty,tz;
	*x=0;
	*y=0;
	*z=0;
	if(times)//读取次数不为0
	{
		for(i=0;i<times;i++)//连续读取times次
		{
			ADXL345_read_data(&tx,&ty,&tz);
			*x+=tx;
			*y+=ty;
			*z+=tz;
			DELAYClass.DelayMs(5);
		}
		*x/=times;
		*y/=times;
		*z/=times;
	}
}
/**
  * @brief  ADXL345计算角度
  * @param  None
  * @retval None
  */
void get_angle(float *x_angle,float *y_angle,float *z_angle)
{
	short ax,ay,az;
	ADXL345_read_average(&ax,&ay,&az,10);
	*x_angle=atan(ax/sqrt((az*az+ay*ay)))*180/3.14;
	*y_angle=atan(ay/sqrt((ax*ax+az*az)))*180/3.14;
	*z_angle=atan(sqrt((ax*ax+ay*ay)/az))*180/3.14;
}

ADXL345.h

#ifndef __ADXL345_H
#define __ADXL345_H
#include "main.h"
 
#define X_AXLE 0   //x轴
#define Y_AXLE 1   //y轴
#define Z_AXLE 2   //z轴
 
#define	slaveaddress   0xA6	  //定义器件在IIC总线中的从地址,根据ALT  ADDRESS地址引脚不同修改
//                              ALT  ADDRESS引脚接地时地址为0xA6，接电源时地址为0x3A
 
#define THRESH_TAP     0X1D	  //敲击中断阈值(用于正常敲击检测)
//                              16g模式中,62.5mg/Bit
 
#define OFSX           0X1E   //X轴偏移寄存器  15.6mg/Bit  0xff = 4g
#define OFSY           0X1F   //X轴偏移寄存器  15.6mg/Bit  0xff = 4g
#define OFSZ           0X20   //X轴偏移寄存器  15.6mg/Bit  0xff = 4g
#define DUR            0x21   //敲击阈值时间   625uS/Bit
#define LATENT         0X22   //敲击事件到时间窗口的延迟时间,在此期间
//                              可检测第二次敲击时间  1.25mg/Bit
#define WINDOW         0X23   //敲击窗口,延迟时间满后的时间量,在此期间
//                              能开始进行第二次有效敲击  1.25mg/Bit
#define THRESH_ACT     0X24   //检测活动的阈值,活动事件的幅度与该寄存器
//                              的值进行比较  62.5mg/Bit
#define	THRESH_INACT   0X25   //检测静止的阈值,静止事件的幅度与该寄存器
//                              的值进行比较  62.5mg/Bit
#define TIME_INACT     0X26   //加速度时间量小于该寄存器的值表示静止 1S/Bit
 
#define ACT_INACT_CTL  0X27 
//Bit  7,3  ACT交流/直流[INACT交流/直流]:0选择直流耦合;1使能交流耦合 直流时将
//                                       当前加速度值直接与THRESH_ACT和THRESH_INACT
//                                       进行比较,确定检测到的是活动还是静止
//     6,2  ACT_X使能[INACT_X使能]:设置为1,使能X轴参与检测活动或静止;活动检测时,
//                                 所有轴为逻辑"或",有任意轴超过阈值时,活动功能触发
//                                 禁止检测时,所有轴为逻辑"与",只有当所有轴低于阈值
//                                 时,静止功能触发
//     5,1  ACT_Y使能[INACT_Y使能]:与X轴类似 
//     4,0  ACT_Z使能[INACT_Z使能]:与X轴类似
#define THRESH_FF      0X28   //阈值,用于自由落体检测,所有轴加速度与该寄存器值比较
//                              ,以确定是否发生自由落体 62.5mg/Bit,建议300mg与600mg之间
#define TIME_FF        0X29   //维持THRESH_FF阈值的最小时间,以生成自由落体中断 5mS/Bit
 
#define TAP_AXES       0X2A   
// Bit  7:4  0
//       3   抑制  两次敲击之间出现大于THRESH_TAP值得加速度,设置抑制会抑制双击检测
//       2   TAP_X使能  设置为1时,使能X轴进行敲击检测,0时排除该轴的敲击检测
//       1   TAP_Y使能  设置为1时,使能Y轴进行敲击检测,0时排除该轴的敲击检测
//       0   TAP_Z使能  设置为1时,使能Z轴进行敲击检测,0时排除该轴的敲击检测
#define ACT_TAP_STATUS 0X2B   /*只读寄存器*/
// Bit  7   0
//     6,2  ACT_X来源,TAP_X来源:表示涉及敲击或活动事件的第一轴,设置为1时,对应事件参与
//                              设置为0时,对应未参与.不会自动清零,新数据覆盖,中断清零前
//                              应读取该寄存器
//     5,1	ACT_Y来源,TAP_Y来源:与X相似
//     4,0	ACT_Z来源,TAP_Z来源:与X相似
//      3   休眠设置为1时,器件进入休眠状态
#define BW_RATE        0X2C  
// Bit  7:5   0
//       4	 LOW_POWER 低功耗位,0选择正常模式,1进入低功耗模式
//      3:0  速率位
#define POWER_CTL      0X2D
// Bit  7,6   0
//       5    链接   设置1时,延迟活动开始,直到检测到静止.检测到活动后,禁止检测开始,活动
//                   检测停止,设置时动态链接活动和静止交替检测;设置0时静止与活动同时检测
//       4    AUTO_SLEEP  设置1时自动休眠,检测出静止后,进行休眠模式,活动使能后被唤醒
//       3    测量   0待机 1测量模式
//       2	  休眠   0普通 1休眠
//      1,0	  唤醒(休眠模式下的读取频率) "00":8HZ  "01":4HZ  "10":2HZ  "11":1HZ
#define INT_ENABLE     0X2E  //中断使能配置
// Bit  7  DATA_READY
//      6  SINGLE_TAP
//      5  DOUBLE_TAP
//      4  Activity
//      3  Inactivity
//      2  FREE_FALL   自由落体中断
//      1  Watermark
//      0  Overrun
#define INT_MAP        0X2F   //中断映射 自读寄存器
//位与INT_ENABLE对应,,设置为0,该中断映射到INT1引脚;设置为1,该中断映射到INT2引脚
#define INT_SOURCE     0X30   //中断来源
//位与INT_ENABLE对应,1表示该功能触发
#define DATA_FORMAT    0X31
// Bit   7  SELF_TEST  设置1,自测力应用至传感器,造成输出数据转换;0时禁用自测力
//       6  SPI        1设置为3线SPI模式,0时设置4线SPI模式
//       5  INT_INVERT 0时中断高电平有效,1时低电平有效
//       4	0
//       3  FULL_RES   1时设置全分辨率模式,输出以4mg/Bit增加;0时为10位模式
//       2  Justify    1为左对齐模式;8为右对齐模式,并带有符号扩展
//      1:0 范围位     "00"±2g  "01"±4g  "10"±8g  "11"±16g
#define DATAX0         0X32
#define DATAX1         0X33  //与DATAX0组成x轴输出数据(二进制补码),DATAX1为高位,4mg/Bit
#define DATAY0         0X34
#define DATAY1         0X35  //与DATAY0组成Y轴输出数据(二进制补码),DATAY1为高位,4mg/Bit
#define DATAZ0         0X36
#define DATAZ1         0X37  //与DATAZ0组成Z轴输出数据(二进制补码),DATAZ1为高位,4mg/Bit
#define FIFO_CTL       0X38
// Bit  7,6  FIFO_MODE  "00" 旁路模式
//						"01" FIFO模式 可收集最多32个值,然后停止收集数据
//						"10" 流模式   FIFO保存最后32个数据值,FIFO满时,新数据覆盖最早数据(先进先出)
//						"11" 触发器   通过触发位触发,FIFO在触发事件前保存最后的数据样本,然后
//									  继续收集数据直到填满;填满后,不再收集新数据
//		 5   触发位     0链接触发器模式下的触发事件至INT1,1链接至INT2
//		 4:0 样本		功能取决于FIFO模式:FIFO模式时,指定触发水印中断需要的FIFO条目数
//                                         流模式时,指定触发水印中断需要的FIFO条目数
//                                         触发器模式:指定触发事件之前在FIFO缓冲区要保留的FIFO样本数
//                      样本位设置为0时,不管哪种FIFO模式,立即在INT_SOURCE寄存器设置水印状态位
#define FIFO_STATUS    0X39	  /*只读寄存器*/
// Bit   7   FIFO_TRIG  FIFO_TRIG为1时表示有触发事件发生 
//       6   0
//      5:0	 条目位 报告FIFO存储的数据值的数量
 
//#define slaveaddress 0XA6//write
#define regaddress 0XA7//read
#define DEVICE_ID 0X00
uint8_t ADXL345_init(void);
u8 ADXL345_read_reg(u8 addr);
uint8_t ADXL345_write_reg(u8 addr,u8 val);
void ADXL345_read_data(short *x,short *y,short *z);
void ADXL345_read_average(short *x,short *y,short *z,u8 times);
void get_angle(float *x_angle,float *y_angle,float *z_angle);
#endif

驱动下载地址：

https://download.csdn.net/download/m0_50669075/87672763

STM32工程模板、外设模板、模块模板下载地址：

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