HMC5883L地磁传感器驱动

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我是靠谱客的博主机灵大地，最近开发中收集的这篇文章主要介绍HMC5883L地磁传感器驱动，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

霍尼韦尔 HMC5883L 是一种表面贴装的高集成模块，并带有数字接口的弱磁传感器芯片，应用于低成本罗盘和磁场检测领域。HMC5883L 包括最先进的高分辨率 HMC118X 系列磁阻传感器，并附带霍尼韦尔专利的集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使罗盘精度控制在 1°~2°的 12 位模数转换器.简易的 I2C 系列总线接口。HMC5883L 是采用无铅表面封装技术，带有 16 引脚，尺寸为 3.0X3.0X0.9mm。HMC5883L 的所应用领域有手机、笔记本电脑、消费类电子、汽车导航系统和个人导航系统

HMC5883主要有接口是IIC,同时提供一个数据中断引脚,一般而言,电路设计如下

该传感器芯片的驱动并不复杂,主要是设置几个寄存器,如下所示

//HMC5883寄存器定义
//寄存器地址定义
#define HMC_CONFIG_A_REG	0X00	//配置寄存器A
//bit0-bit1 xyz是否使用偏压,默认为0正常配置
//bit2-bit4 数据输出速率, 110为最大75HZ 100为15HZ 最小000 0.75HZ
//bit5-bit5每次采样平均数 11为8次 00为一次
#define HMC_CONFIG_B_REG	0X01	//配置寄存器B
//bit7-bit5磁场增益 数据越大,增益越小 默认001
#define HMC_MODE_REG
0X02	//模式设置寄存器
//bit0-bit1 模式设置 00为连续测量 01为单一测量
#define HMC_XMSB_REG
0X03	//X输出结果
#define HMC_XLSB_REG
0X04
#define HMC_ZMSB_REG
0X05	//Z输出结果
#define HMC_ZLSB_REG
0X06
#define HMC_YMSB_REG
0X07	//Y输出结果
#define HMC_YLSB_REG
0X08
#define HMC_STATUS_REG
0X09	//只读的状态
//bit1 数据更新时该位自动锁存,等待用户读取,读取到一半的时候防止数据改变
//bit0 数据已经准备好等待读取了,DRDY引脚也能用
#define HMC_CHEAK_A_REG
0X0A	//三个识别寄存器,用于检测芯片完整性
#define HMC_CHEAK_B_REG
0X0B
#define HMC_CHEAK_C_REG
0X0C
#define HMC_CHECKA_VALUE	0x48	//三个识别寄存器的默认值
#define HMC_CHECKB_VALUE	0x34
#define HMC_CHECKC_VALUE	0x33

建议选择最大速率,八倍采样输出,同时该传感器支持读写地址指针自动变化,但是针对随机读取的驱动而言,该特性不重要

另外,一般而言,地址为0x3c,驱动代码如下

#include "hmc5883.h"
#include "math.h"
struct HMCVALUE hmcValue;
u8 dataReady = 0;
//IO方向设置
#define HMC_SDA_IN()
{GPIOC->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOC->CRH|=8;}
#define HMC_SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOC->CRH|=3;}
//IO操作函数
#define HMC_SCL
PCout(9) //SCL
#define HMC_SDA
PCout(8) //SDA
#define HMC_READ_SDA
PCin(8)
//输入SDA
#define HMC_DRDY	PCin(7)
/**************************HMC5883 IIC驱动函数*********************************/
static void Hmc5883IOInit(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;
//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
//PC7 drdy引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ;
//浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
HMC_SCL = 1;
HMC_SDA = 1;
}
//发送IIC起始信号
static void ComStart(void)
{
HMC_SDA_OUT();
//sda线输出
HMC_SDA=1;
HMC_SCL=1;
DelayUs(5);
HMC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
DelayUs(5);
HMC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
//发送IIC停止信号
static void ComStop(void)
{
HMC_SDA_OUT();//sda线输出
HMC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
HMC_SCL=1;
DelayUs(5);
HMC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
DelayUs(5);
}
//等待ACK,为1代表无ACK 为0代表等到了ACK
static u8 ComWaitAck(void)
{
u8 waitTime = 0;
HMC_SDA_OUT();//sda线输出
HMC_SDA = 1;
DelayUs(5);
HMC_SDA_IN();
//SDA设置为输入
HMC_SCL=1;
DelayUs(5);
while(HMC_READ_SDA)
{
waitTime++;
DelayUs(1);
if(waitTime > HMC_ACK_WAIT_TIME)
{
ComStop();
return 1;
}
}
HMC_SCL = 0;
return 0;
}
static void ComSendAck(void)
{
HMC_SCL = 0;
HMC_SDA_OUT();
HMC_SDA = 0;
DelayUs(2);
HMC_SCL = 1;
DelayUs(5);
HMC_SCL = 0;
DelayUs(5);
}
static void ComSendNoAck(void)
{
HMC_SCL = 0;
HMC_SDA_OUT();
HMC_SDA = 1;
DelayUs(2);
HMC_SCL = 1;
DelayUs(5);
HMC_SCL = 0;
DelayUs(5);
}
//返回0 写入收到ACK 返回1写入未收到ACK
static u8 ComSendByte(u8 byte)
{
u8 t;
HMC_SDA_OUT();
for(t=0;t<8;t++)
{
HMC_SDA=(byte&0x80)>>7;
byte<<=1;
HMC_SCL=1;
DelayUs(5);
HMC_SCL=0;
DelayUs(5);
}
return ComWaitAck();
}
static void ComReadByte(u8* byte)
{
u8 i,receive=0;
HMC_SDA_IN();//SDA设置为输入
for(i=0;i<8;i++ )
{
receive <<= 1;
HMC_SCL=1;
DelayUs(5);
if(HMC_READ_SDA)receive++;
HMC_SCL=0;
DelayUs(5);
}
*byte = receive;
}
/**************************HMC5883 IIC驱动函数*********************************/
//向HMC写入一个字节数据,失败返回1 成功返回0
u8 Hmc5883WriteReg(u8 regValue,u8 setValue)
{
u8 res;
ComStart();
//起始信号
res = ComSendByte(HMC_ADDR);
//发送设备地址+写信号
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
return res;
}
res = ComSendByte(regValue);
//内部寄存器地址
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
return res;
}
res = ComSendByte(setValue);
//内部寄存器数据
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
return res;
}
ComStop();
//发送停止信号
return res;
}
//**************************************
//从I2C设备读取一个字节数据
//**************************************
u8 Hmc5883ReadReg(u8 regAddr,u8* readValue)
{
u8 res;
ComStart();
//起始信号
res = ComSendByte(HMC_ADDR);
//发送设备地址+写信号
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
return res;
}
res = ComSendByte(regAddr);
//发送存储单元地址，从0开始
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
return res;
}
ComStart();
//起始信号
res = ComSendByte(HMC_ADDR+1);
//发送设备地址+读信号
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
return res;
}
ComReadByte(readValue);
//读出寄存器数据
ComSendNoAck();
//发送非应答信号
ComStop();
//停止信号
return res;
}
static void HmcDefaultConfig(void)
{
Hmc5883WriteReg(HMC_CONFIG_A_REG,HMC_DEFAULT_CONFIGA_VALUE);
Hmc5883WriteReg(HMC_CONFIG_B_REG,HMC_DEFAULT_CONFIGB_VALUE);
Hmc5883WriteReg(HMC_MODE_REG,HMC_DEFAULT_MODE_VALUE);
}
//配置HMC drdy引脚中断
void HmcDrdyPinIntInit(void)
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//GPIOC.7 中断线以及中断初始化配置
下降沿触发
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource7);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line7;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;	//下降沿中断
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;
//使能所在的外部中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = HMC_DRDY_PreemptionPriority;	//抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = HMC_DRDY_SubPriority;
//子优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
//使能外部中断通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
//对应的外部中断处理函数
void EXTI9_5_IRQHandler()
{
if(EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line7) == SET)
{
EXTI_ClearFlag(EXTI_Line7);
dataReady = 1;
}
}
//失败返回1,初始化通过之后基本通讯就没有问题了就可以不再判定通讯结果了
u8 HmcInit(void)
{
u8 hmcCheckValue = 0x00;
u8 res = 0;
Hmc5883IOInit();	//接口初始化
while(HMC_DRDY == 1);//等待数据引脚正常
HmcDrdyPinIntInit();//配置中断
DelayMs(100);
//验证A识别
res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_A_REG,&hmcCheckValue);
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
}
if(hmcCheckValue != HMC_CHECKA_VALUE)	//自检通过
{
return 1;
}
//验证B识别
res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_B_REG,&hmcCheckValue);
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
}
if(hmcCheckValue != HMC_CHECKB_VALUE)	//自检通过
{
return 1;
}
//验证C识别
res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_C_REG,&hmcCheckValue);
if(res)
{
#ifdef HMC_DEBUG
printf("file=%s,func=%s,line=%drn",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
#endif
}
if(hmcCheckValue != HMC_CHECKC_VALUE)	//自检通过
{
return 1;
}
HmcDefaultConfig();
//全部验证通过
return 0;
}
void Hmc5883Reflush(void)
{
u16 xValue = 0x00,yValue = 0x00,zValue = 0x00;
u8 temp;
Hmc5883ReadReg(HMC_XMSB_REG,&temp);
xValue |= temp;
xValue <<=8;
Hmc5883ReadReg(HMC_XLSB_REG,&temp);
xValue |=
temp;
Hmc5883ReadReg(HMC_ZMSB_REG,&temp);
zValue |=
temp;
zValue <<=8;
Hmc5883ReadReg(HMC_ZLSB_REG,&temp);
zValue |=
temp;
Hmc5883ReadReg(HMC_YMSB_REG,&temp);
yValue |=
temp;
yValue <<=8;
Hmc5883ReadReg(HMC_YLSB_REG,&temp);
yValue |=
temp;
hmcValue.hmcXvalue = (s16)xValue;
hmcValue.hmcYvalue = (s16)yValue;
hmcValue.hmcZvalue = (s16)zValue;
hmcValue.hmcAxis = atan2((double)hmcValue.hmcYvalue,(double)hmcValue.hmcXvalue) * (180 / 3.14159265) + 180; // angle in degrees
#ifdef HMC_DEBUG
printf("x = %d t y = %d t z = %d t axis = %frn",xValue,yValue,zValue,hmcValue.hmcAxis);
#endif
}

头文件定义如下(中断有优先级请自行定义)

#ifndef __HMC5883_H_
#define __HMC5883_H_
#include "common.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "ioremap.h"
#include "uart.h"
#define HMC_DEBUG	1	//是否输出调试信息
//没有主机改变地址的话地址是可以自动更新的,不过该驱动没有用这个模式
//HMC5883寄存器定义
//寄存器地址定义
#define HMC_CONFIG_A_REG	0X00	//配置寄存器A
//bit0-bit1 xyz是否使用偏压,默认为0正常配置
//bit2-bit4 数据输出速率, 110为最大75HZ 100为15HZ 最小000 0.75HZ
//bit5-bit5每次采样平均数 11为8次 00为一次
#define HMC_CONFIG_B_REG	0X01	//配置寄存器B
//bit7-bit5磁场增益 数据越大,增益越小 默认001
#define HMC_MODE_REG
0X02	//模式设置寄存器
//bit0-bit1 模式设置 00为连续测量 01为单一测量
#define HMC_XMSB_REG
0X03	//X输出结果
#define HMC_XLSB_REG
0X04
#define HMC_ZMSB_REG
0X05	//Z输出结果
#define HMC_ZLSB_REG
0X06
#define HMC_YMSB_REG
0X07	//Y输出结果
#define HMC_YLSB_REG
0X08
#define HMC_STATUS_REG
0X09	//只读的状态
//bit1 数据更新时该位自动锁存,等待用户读取,读取到一半的时候防止数据改变
//bit0 数据已经准备好等待读取了,DRDY引脚也能用
#define HMC_CHEAK_A_REG
0X0A	//三个识别寄存器,用于检测芯片完整性
#define HMC_CHEAK_B_REG
0X0B
#define HMC_CHEAK_C_REG
0X0C
#define HMC_CHECKA_VALUE	0x48	//三个识别寄存器的默认值
#define HMC_CHECKB_VALUE	0x34
#define HMC_CHECKC_VALUE	0x33
//HMC5883地址定义
#define HMC_ADDR
0X3C
//写地址,读地址+1
//HMC5883 初始化宏定义
#define HMC_DEFAULT_CONFIGA_VALUE
0x78
//75hz 8倍采样 正常配置
#define HMC_DEFAULT_CONFIGB_VALUE
0x00
//+-0.88GA增益
#define HMC_DEFAULT_MODE_VALUE
0x00
//连续测量模式
#define HMC_ACK_WAIT_TIME	200
//iic通讯时的ack等待时间
//HMC5883驱动结构体定义
typedef struct HMCVALUE
{
s16 hmcXvalue;
s16 hmcYvalue;
s16 hmcZvalue;
double hmcAxis;
}HMCVALUE;
u8 HmcInit(void);
u8 Hmc5883WriteReg(u8 regValue,u8 setValue);
u8 Hmc5883ReadReg(u8 regAddr,u8* readValue);
void Hmc5883Reflush(void);
extern struct HMCVALUE hmcValue;
extern u8 dataReady;
#endif

引脚连接电路如下