陀螺仪LSM6DSV80X开发(5)----高G唤醒中断

概述

本文演示如何在 LSM6DSV80X 的 High-G 加速度计上配置 冲击/唤醒（HG Wakeup）事件检测：设置 High-G 采样率与量程、配置滤波链路、设置唤醒阈值与持续时间，并把事件映射到 INT1 引脚输出中断。最后在主循环中读取事件标志位，判断触发轴向并通过串口打印。

最近在弄ST的课程，需要样片的可以加群申请：615061293 。

视频教学

[https://www.bilibili.com/video/BV1SzwTzdE6L/]

样品申请

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

源码下载

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/92915752]

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，需要的可以进行申请。

主控为STM32H503CB，陀螺仪为LSM6DSV80X，磁力计为LIS2MDL。

参考程序

https://github.com/CoreMaker-lab/LSM6DSV80X

https://gitee.com/CoreMaker/LSM6DSV80X

FIFO存储

FIFO 可以存：
● Gyroscope（陀螺）
● Low-g accelerometer（低量程加速度）
● High-g accelerometer（高量程加速度）
● External sensors（最多 4 路外部传感器，走 sensor hub）
● Step counter（计步）
● Timestamp（时间戳）
● Temperature（温度）
● FSM events（FSM 事件）
● High-g peak value（高 G 峰值）
● MLC features/filters/results（MLC 特征/滤波/结果）

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，这里使用MCU为STM32H503CB。

配置时钟树，配置时钟为250M。

串口配置

查看原理图，PA9和PA10设置为开发板的串口。

配置串口，速率为2000000。

IIC配置

LSM6DSV80X最大IIC通讯速率为1M，配置IIC速度为400k

CS和SA0设置

由于还有一个磁力计，需要把该CS也使能。

INT配置

INT1管脚为PB1。

配置如下所示。

开启中断。

ICASHE

修改堆栈

串口重定向

打开魔术棒，勾选MicroLIB

在main.c中，添加头文件，若不添加会出现 identifier "FILE" is undefined报错。

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

函数声明和串口重定向：

/* 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 */

参考程序

https://github.com/STMicroelectronics/lsm6dsv80x-pid

初始换管脚

由于需要向LSM6DSV80X_I2C_ADD_L写入以及为IIC模式。

所以使能CS为高电平，配置为IIC模式。 配置SA0为低电平。

printf("HELLO!n");
  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);

  lsm6dsv80x_pin_int_route_hg_t pin_int = { 0 };
  lsm6dsv80x_hg_wake_up_cfg_t wu_cfg = { 0 };
  lsm6dsv80x_hg_wu_interrupt_cfg_t int_cfg = { 0 };

  /* 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();

  /* Wait sensor boot time */
  platform_delay(BOOT_TIME);

获取ID

可以向WHO_AM_I (0Fh)获取固定值，判断是否为0x73。

lsm6dsv80x_device_id_get为获取函数。

对应的获取ID驱动程序,如下所示。

/* Check device ID */
  lsm6dsv80x_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);
    printf("LSM6DSV80X_ID=0x%x,whoamI=0x%x",LSM6DSV80X_ID,whoamI);
  if (whoamI != LSM6DSV80X_ID)
    while (1);

软件上电复位

写 0x01（FUNC_CFG_ACCESS）这个寄存器，把 SW_POR 置 1，然后等待芯片完成复位。

lsm6dsv80x_sw_por为 软件上电复位 / 全局复位 函数。

对应的驱动程序,如下所示。

/* Perform device power-on-reset */
  lsm6dsv80x_sw_por(&dev_ctx);

BDU设置

在很多传感器中，数据通常被存储在输出寄存器中，这些寄存器分为两部分：MSB和LSB。这两部分共同表示一个完整的数据值。例如，在一个加速度计中，MSB和LSB可能共同表示一个加速度的测量值。 连续更新模式（BDU = '0'）：在默认模式下，输出寄存器的值会持续不断地被更新。这意味着在你读取MSB和LSB的时候，寄存器中的数据可能会因为新的测量数据而更新。这可能导致一个问题：当你读取MSB时，如果寄存器更新了，接下来读取的LSB可能就是新的测量值的一部分，而不是与MSB相对应的值。这样，你得到的就是一个“拼凑”的数据，它可能无法准确代表任何实际的测量时刻。 块数据更新（BDU）模式（BDU = '1'）：当激活BDU功能时，输出寄存器中的内容不会在读取MSB和LSB之间更新。这就意味着一旦开始读取数据（无论是先读MSB还是LSB），寄存器中的那一组数据就被“锁定”，直到两部分都被读取完毕。这样可以确保你读取的MSB和LSB是同一测量时刻的数据，避免了读取到代表不同采样时刻的数据。 简而言之，BDU位的作用是确保在读取数据时，输出寄存器的内容保持稳定，从而避免读取到拼凑或错误的数据。这对于需要高精度和稳定性的应用尤为重要。 可以向CTRL3 (12h)的BDU寄存器写入1进行开启。

对应的驱动程序,如下所示。

/* Enable Block Data Update */
  lsm6dsv80x_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

设置高量程加速度速率

高量程加速度速率可以通过CTRL1_XL_HG (4Eh)设置高量程加速度速率。

设置高量程加速度速率可以使用如下函数。

/* Set Output Data Rate.
   * Selected data rate have to be equal or greater with respect
   * with MLC data rate.
   */
  lsm6dsv80x_hg_xl_data_rate_set(&dev_ctx, LSM6DSV80X_HG_XL_ODR_AT_960Hz, 1);

设置高量程加速度量程

高量程加速度量程可以通过CTRL1_XL_HG (4Eh)设置。

设置高量程加速度量程可以使用如下函数。

/* Set full scale */
  lsm6dsv80x_hg_xl_full_scale_set(&dev_ctx, LSM6DSV80X_80g);

需要注意的是高量程加速度的精度问题。

数字滤波链

/* Configure filtering chain */
  filt_settling_mask.drdy = PROPERTY_ENABLE;
  filt_settling_mask.irq_xl = PROPERTY_ENABLE;
  filt_settling_mask.irq_g = PROPERTY_ENABLE;
  lsm6dsv80x_filt_settling_mask_set(&dev_ctx, filt_settling_mask);
  lsm6dsv80x_filt_xl_lp2_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);
  lsm6dsv80x_filt_xl_lp2_bandwidth_set(&dev_ctx, LSM6DSV80X_XL_STRONG);

High-g 唤醒/冲击检测器

HG_FUNCTIONS_ENABLE (0x52) 的 HG_SHOCK_DUR[3:0]（冲击状态退出持续时间）。
HG_SHOCK_DUR[s] = (HG_SHOCK_DUR + 1) * 512 / ODR_XL_HG
前面把 ODR 设为 960 Hz，所以：
● hg_shock_dur=1 → (1+1)*512/960 ≈ 1.07 s

检测到一次 high-g 事件后，芯片会用这个“持续时间/去抖窗口”来定义 shock 状态的保持/退出节奏，避免事件抖动导致中断疯狂触发

HG_WAKE_UP_THS (0x53) 的 HG_WK_THS[7:0]（high-g wake-up 阈值）。
● 分辨率规则： 1 g/LSB。
● FS 选了 ±80 g，所以：
● hg_wakeup_ths=4 ≈ 4 g 阈值
● 直观含义：任一轴的 high-g 加速度超过约 4 g，就会被判定为 wake-up（后续再通过你读到的 hg_wakeup_x/y/z 来看是哪一轴触发）。

wu_cfg.hg_shock_dur = 1;
  wu_cfg.hg_wakeup_ths = 4;
  lsm6dsv80x_hg_wake_up_cfg_set(&dev_ctx, wu_cfg);

中断配置

把“HG wakeup 事件（DRDY_XL）路由到芯片的 INT1 引脚上，从而让 INT1 产生脉冲/中断 去唤醒 MCU。

/* enable interrupt on HG wakeup */
  pin_int.hg_wakeup = PROPERTY_ENABLE;
  lsm6dsv80x_pin_int1_route_hg_set(&dev_ctx, &pin_int);
  //lsm6dsv80x_pin_int2_route_hg_set(&dev_ctx, &pin_int);

LSM6DSV80X_HG_FUNCTIONS_ENABLE 寄存器中的 hg_interrupts_enable 字段为 1。
把 HG 相关事件（包括 hg_wakeup）允许输出到中断系统。

int_cfg.hg_interrupts_enable = 1;
  lsm6dsv80x_hg_wu_interrupt_cfg_set(&dev_ctx, int_cfg);

High-G 事件状态

lsm6dsv80x_hg_event_get() 读 0x4C → 如果 HG_WU_IA 等位为 1 → 再判断 HG_X_WU/HG_Y_WU/HG_Z_WU → 打印是哪几个轴超过阈值。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    if (thread_wake) {
      lsm6dsv80x_hg_event_t status;

      thread_wake = 0;

      lsm6dsv80x_hg_event_get(&dev_ctx, &status);

      if (status.hg_event) {
        if (status.hg_wakeup) {
          uint8_t axis = 0;

          if (status.hg_wakeup_x) {
            axis |= AXIS_X;
          }

          if (status.hg_wakeup_y) {
            axis |= AXIS_Y;
          }

          if (status.hg_wakeup_z) {
            axis |= AXIS_Z;
          }

          printf("WAKEUP event on X: %d, Y = %d, Z= %drn",
                  (axis & AXIS_X) ? 1 : 0,
                  (axis & AXIS_Y) ? 1 : 0,
                  (axis & AXIS_Z) ? 1 : 0);
        }
      }
    }        
    /* USER CODE END WHILE */

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

演示

审核编辑 黄宇