概述

本文將介紹如何使用 LSM6DSV16X 傳感器來讀取數據。主要步驟包括初始化傳感器接口、驗證設備ID、配置傳感器的數據輸出率和濾波器，以及通過輪詢方式持續讀取加速度、角速率和溫度數據。讀取到的數據會被轉換為適當的單位并通過串行通信輸出。這個代碼是一個很好的起點，用于了解如何操作 LSM6DSV16X 傳感器并獲取其數據。

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視頻教學

[https://www.bilibili.com/video/BV1Ba45eaEKM/]

樣品申請

[https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#]

源碼下載

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/89838587]

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，這里使用MCU為STM32H503CB。

配置時鐘樹，配置時鐘為250M。

串口配置

查看原理圖，PB6和PB7設置為開發板的串口。

配置串口。

IIC配置

配置IIC速度為1M。

CS和SA0設置

由于還有一個磁力計，需要把該CS也使能。

ICASHE

修改堆棧

串口重定向

打開魔術棒，勾選MicroLIB

在main.c中，添加頭文件，若不添加會出現 identifier "FILE" is undefined報錯。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函數聲明和串口重定向：

/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){
    HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return ch;
}
/* USER CODE END PFP */

參考程序

[https://github.com/STMicroelectronics/lsm6dsv16x-pid/tree/main]

初始換管腳

由于需要向LSM6DSV16X_I2C_ADD_L寫入以及為IIC模式。

所以使能CS為高電平，配置為IIC模式。 配置SA0為高電平。

printf("hellon");
  HAL_GPIO_WritePin(CS1_GPIO_Port, CS1_Pin, GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(SA0_GPIO_Port, SA0_Pin, GPIO_PIN_RESET);    
  HAL_GPIO_WritePin(CS2_GPIO_Port, CS2_Pin, GPIO_PIN_SET);

    HAL_Delay(100);

  lsm6dsv16x_fifo_status_t fifo_status;
  stmdev_ctx_t dev_ctx;
  lsm6dsv16x_reset_t rst;

  /* Initialize mems driver interface */
  dev_ctx.write_reg = platform_write;
  dev_ctx.read_reg = platform_read;
  dev_ctx.mdelay = platform_delay;
  dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;

  /* Init test platform */
//  platform_init(dev_ctx.handle);
  /* Wait sensor boot time */
  platform_delay(BOOT_TIME);

獲取ID

可以向WHO_AM_I (0Fh)獲取固定值，判斷是否為0x70。

lsm6dsv16x_device_id_get為獲取函數。

對應的獲取ID驅動程序,如下所示。

/* Check device ID */
  lsm6dsv16x_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);
    printf("LSM6DSV16X_ID=0x%x,whoamI=0x%x",LSM6DSV16X_ID,whoamI);
  if (whoamI != LSM6DSV16X_ID)
    while (1);

復位操作

可以向CTRL3 (12h)的SW_RESET寄存器寫入1進行復位。

lsm6dsv16x_reset_set為重置函數。

對應的驅動程序,如下所示。

/* Restore default configuration */
  lsm6dsv16x_reset_set(&dev_ctx, LSM6DSV16X_RESTORE_CTRL_REGS);
  do {
    lsm6dsv16x_reset_get(&dev_ctx, &rst);
  } while (rst != LSM6DSV16X_READY);

BDU設置

在很多傳感器中，數據通常被存儲在輸出寄存器中，這些寄存器分為兩部分：MSB和LSB。這兩部分共同表示一個完整的數據值。例如，在一個加速度計中，MSB和LSB可能共同表示一個加速度的測量值。
連續更新模式（BDU = ‘0’）：在默認模式下，輸出寄存器的值會持續不斷地被更新。這意味著在你讀取MSB和LSB的時候，寄存器中的數據可能會因為新的測量數據而更新。這可能導致一個問題：當你讀取MSB時，如果寄存器更新了，接下來讀取的LSB可能就是新的測量值的一部分，而不是與MSB相對應的值。這樣，你得到的就是一個“拼湊”的數據，它可能無法準確代表任何實際的測量時刻。
塊數據更新（BDU）模式（BDU = ‘1’）：當激活BDU功能時，輸出寄存器中的內容不會在讀取MSB和LSB之間更新。這就意味著一旦開始讀取數據（無論是先讀MSB還是LSB），寄存器中的那一組數據就被“鎖定”，直到兩部分都被讀取完畢。這樣可以確保你讀取的MSB和LSB是同一測量時刻的數據，避免了讀取到代表不同采樣時刻的數據。
簡而言之，BDU位的作用是確保在讀取數據時，輸出寄存器的內容保持穩定，從而避免讀取到拼湊或錯誤的數據。這對于需要高精度和穩定性的應用尤為重要。
可以向CTRL3 (12h)的BDU寄存器寫入1進行開啟。

對應的驅動程序,如下所示。

/* Enable Block Data Update */
  lsm6dsv16x_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

設置量程

速率可以通過CTRL1 (10h)設置加速度速率和CTRL2 (11h)進行設置角速度速率。

設置加速度量程可以通過CTRL8 (17h)進行設置。

設置角速度量程可以通過CTRL6 (15h)進行設置。

設置加速度和角速度的量程和速率可以使用如下函數。

/* Set Output Data Rate.
   * Selected data rate have to be equal or greater with respect
   * with MLC data rate.
   */
  lsm6dsv16x_xl_data_rate_set(&dev_ctx, LSM6DSV16X_ODR_AT_7Hz5);
  lsm6dsv16x_gy_data_rate_set(&dev_ctx, LSM6DSV16X_ODR_AT_15Hz);
  /* Set full scale */
  lsm6dsv16x_xl_full_scale_set(&dev_ctx, LSM6DSV16X_2g);
  lsm6dsv16x_gy_full_scale_set(&dev_ctx, LSM6DSV16X_2000dps);

配置過濾鏈

/* Configure filtering chain */
  filt_settling_mask.drdy = PROPERTY_ENABLE;
  filt_settling_mask.irq_xl = PROPERTY_ENABLE;
  filt_settling_mask.irq_g = PROPERTY_ENABLE;
  lsm6dsv16x_filt_settling_mask_set(&dev_ctx, filt_settling_mask);
  lsm6dsv16x_filt_gy_lp1_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);
  lsm6dsv16x_filt_gy_lp1_bandwidth_set(&dev_ctx, LSM6DSV16X_GY_ULTRA_LIGHT);
  lsm6dsv16x_filt_xl_lp2_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);
  lsm6dsv16x_filt_xl_lp2_bandwidth_set(&dev_ctx, LSM6DSV16X_XL_STRONG);

輪詢讀取數據

進入一個無限循環，不斷檢查是否有新的數據（加速度、角速率、溫度）可用。

對于每種類型的數據（加速度、角速率、溫度），如果有新數據，就讀取原始數據，轉換為對應的單位（毫克、毫度每秒、攝氏度），并通過串行輸出打印。

對于數據是否準備好，可以訪問STATUS_REG (1Eh)進行判斷。

/* Read output only if new xl value is available */
    lsm6dsv16x_flag_data_ready_get(&dev_ctx, &drdy);

對于加速度數據，可以通過28-2D進行獲取。

加速度數據首先以原始格式（通常是整數）讀取，然后需要轉換為更有意義的單位，如毫重力（mg）。這里的轉換函數 lsm6dsv16x_from_fs2_to_mg() 根據加速度計的量程（這里假設為±2g）將原始數據轉換為毫重力單位。

acceleration_mg[0] = lsm6dsv16x_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[0]); 等三行代碼分別轉換 X、Y、Z 軸的加速度數據。

● LSM6DSV16X 加速度計通常會有一個固定的位分辨率，比如 16 位（即輸出值是一個 16 位的整數）。這意味著加速度計可以輸出的不同值的總數是 2^16=65536。這些值均勻地分布在 -2g 到 +2g 的范圍內。
● 因此，這個范圍（4g 或者 4000 mg）被分成了 65536 個步長。
● 每個步長的大小是 4000 mg/65536≈0.061 mg/LSB
所以，函數中的乘法 ((float_t)lsb) * 0.061f 是將原始的整數值轉換為以毫重力（mg）為單位的加速度值。這個轉換對于將加速度計的原始讀數轉換為實際的物理測量值是必需的。

if (drdy.drdy_xl) {
      /* Read acceleration field data */
      memset(data_raw_acceleration, 0x00, 3 * sizeof(int16_t));
      lsm6dsv16x_acceleration_raw_get(&dev_ctx, data_raw_acceleration);
      acceleration_mg[0] =
        lsm6dsv16x_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[0]);
      acceleration_mg[1] =
        lsm6dsv16x_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[1]);
      acceleration_mg[2] =
        lsm6dsv16x_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[2]);
            printf("Acceleration [mg]:%4.2ft%4.2ft%4.2frn",acceleration_mg[0], acceleration_mg[1], acceleration_mg[2]);
    }

對于角速度數據，可以通過22-27進行獲取。

在 LSM6DSV16X 傳感器中，函數 lsm6dsv16x_from_fs2000_to_mdps(int16_t lsb) 用于將原始的傳感器數據（以最小可分辨位（Least Significant Bit，簡稱 LSB）為單位）轉換為以毫度每秒（mdps）為單位的角速度值。這里的 70.0f 是一個轉換因子，用于從原始數據單位轉換到實際的物理單位。

具體來說，這個轉換因子是基于傳感器的靈敏度或比例因子。對于 LSM6DSV16X 傳感器，當設置為 ±2000 dps (度每秒) 的滿量程時，每個 LSB 代表的角速度值為 70 mdps。

/* Read output only if new xl value is available */
    if (drdy.drdy_gy) {
      /* Read angular rate field data */
      memset(data_raw_angular_rate, 0x00, 3 * sizeof(int16_t));
      lsm6dsv16x_angular_rate_raw_get(&dev_ctx, data_raw_angular_rate);
      angular_rate_mdps[0] =
        lsm6dsv16x_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[0]);
      angular_rate_mdps[1] =
        lsm6dsv16x_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[1]);
      angular_rate_mdps[2] =
        lsm6dsv16x_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[2]);
            printf("Angular rate [mdps]:%4.2ft%4.2ft%4.2frn",angular_rate_mdps[0], angular_rate_mdps[1], angular_rate_mdps[2]);

    }

對于溫度數據，可以通過20-21進行獲取。

if (drdy.drdy_temp) {
      /* Read temperature data */
      memset(&data_raw_temperature, 0x00, sizeof(int16_t));
      lsm6dsv16x_temperature_raw_get(&dev_ctx, &data_raw_temperature);
      temperature_degC = lsm6dsv16x_from_lsb_to_celsius(
                           data_raw_temperature);
            printf("Temperature [degC]:%6.2frn", temperature_degC);

    }

主程序

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {


    lsm6dsv16x_data_ready_t drdy;

    /* Read output only if new xl value is available */
    lsm6dsv16x_flag_data_ready_get(&dev_ctx, &drdy);

    if (drdy.drdy_xl) {
      /* Read acceleration field data */
      memset(data_raw_acceleration, 0x00, 3 * sizeof(int16_t));
      lsm6dsv16x_acceleration_raw_get(&dev_ctx, data_raw_acceleration);
      acceleration_mg[0] =
        lsm6dsv16x_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[0]);
      acceleration_mg[1] =
        lsm6dsv16x_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[1]);
      acceleration_mg[2] =
        lsm6dsv16x_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[2]);
      printf("Acceleration [mg]:%4.2ft%4.2ft%4.2frn",
              acceleration_mg[0], acceleration_mg[1], acceleration_mg[2]);
    }

    /* Read output only if new xl value is available */
    if (drdy.drdy_gy) {
      /* Read angular rate field data */
      memset(data_raw_angular_rate, 0x00, 3 * sizeof(int16_t));
      lsm6dsv16x_angular_rate_raw_get(&dev_ctx, data_raw_angular_rate);
      angular_rate_mdps[0] =
        lsm6dsv16x_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[0]);
      angular_rate_mdps[1] =
        lsm6dsv16x_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[1]);
      angular_rate_mdps[2] =
        lsm6dsv16x_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[2]);
      printf("Angular rate [mdps]:%4.2ft%4.2ft%4.2frn",
              angular_rate_mdps[0], angular_rate_mdps[1], angular_rate_mdps[2]);
    }

    if (drdy.drdy_temp) {
      /* Read temperature data */
      memset(&data_raw_temperature, 0x00, sizeof(int16_t));
      lsm6dsv16x_temperature_raw_get(&dev_ctx, &data_raw_temperature);
      temperature_degC = lsm6dsv16x_from_lsb_to_celsius(
                           data_raw_temperature);
      printf("Temperature [degC]:%6.2frn", temperature_degC);

    }            

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

演示