ESP32 開發筆記(三）源碼示例 10_IIC_ADXL345 使用IIC總線實現讀取ADXL345角度加速度傳感器
開發板購買連接windows
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開發板簡介
開發環境搭建 windows
源碼示例：
0_Hello Bug （ESP_LOGX與printf） 工程模板/打印調試輸出
1_LED LED亮滅控制
2_LED_Task 使用任務方式控制LED
3_LEDC_PWM 使用LEDC來控制LED實現呼吸燈效果
4_ADC_LightR 使用ADC讀取光敏電阻實現光照傳感
5_KEY_Short_Long 按鈕長按短按實現
6_TouchPad_Interrupt 電容觸摸中斷實現
7_WS2812_RMT RGB_LED彩虹變色示例
8_DHT11_RMT 使用RMT實現讀取DHT11溫溼度傳感器
9_SPI_SDCard 使用SPI總線實現TF卡文件系統示例
10_IIC_ADXL345 使用IIC總線實現讀取ADXL345角度加速度傳感器
11_IIC_AT24C02 使用IIC總線實現小容量數據儲存測試
12_IR_Rev_RMT 使用RMT實現紅外遙控接收掃碼（NEC）
13_IR_Send_RMT 使用RMT實現紅外數據發送（NEC）
14_WIFI_Scan 附近WIFI信號掃描示例
15_WIFI_AP 建立軟AP示例
16_WIFI_AP_TCP_Server 在軟AP模式下實現TCP服務端
17_WIFI_AP_TCP_Client 在軟AP模式下實現TCP客戶端
18_WIFI_AP_UDP 在軟AP模式下實現UDP通信
19_WIFI_STA 建立STA站模
20_WIFI_STA_TCP_Server 在站模式STA下實現TCP服務端
21_WIFI_STA_TCP_Client 在站模式STA下實現TCP客戶端
22_WIFI_STA_UDP 在站模式STA下實現UDP通信
23_LVGL_Test LVGL圖形庫簡單示例函數
IIC 簡介
IIC(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由 PHILIPS 公司開發的兩線式串行總線，用於鏈接
微控制器及其外圍設備。它是由數據線 SDA 和時鐘 SCL 構成的串行總線，可發送和接收數據。
在 CPU 與被控 IC 之間、 IC 與 IC 之間進行雙向傳送， 高速 IIC 總線通常可達 400kbps 以上。
I2C 總線在傳送數據過程當中共有三種類型信號， 它們分別是：開始信號、結束信號和應答
信號。
開始信號： SCL 爲高電平時， SDA 由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。
結束信號： SCL 爲高電平時， SDA 由低電平向高電平跳變，結束傳送數據。
應答信號：接收數據的 IC 在接收到 8bit 數據後，向發送數據的 IC 發出特定的低電平脈衝，
表示已收到數據。 CPU 向受控單元發出一個信號後，等待受控單元發出一個應答信號， CPU 接
收到應答信號後，根據實際狀況做出是否繼續傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，由判斷爲
受控單元出現故障。
這些信號中，起始信號是必需的，結束信號和應答信號，均可以不要。 IIC 總線時序圖如
圖所示：
測試
ADXL345 簡介ui
ADXL345 是 ADI 公司的一款 3 軸、數字輸出的加速度傳感器。 ADXL345 是 ADI 公司推
出的基於 iMEMS 技術的 3 軸、數字輸出加速度傳感器。該加速度傳感器的特色有：
分辨率高。最高 13 位分辨率。
量程可變。具備+/-2g， +/-4g， +/-8g， +/-16g 可變的測量範圍。
靈敏度高。最高達 3.9mg/LSB，能測量不到 1.0°的傾斜角度變化。
功耗低。 40~145uA 的超低功耗，待機模式只有 0.1uA。
尺寸小。整個 IC 尺寸只有 3mm*5mm*1mm， LGA 封裝。
ADXL 支持標準的 I2C 或 SPI 數字接口，自帶 32 級 FIFO 存儲，而且內部有多種運動狀態
檢測和靈活的中斷方式等特性。 ADXL345 傳感器的檢測軸如圖所示.net
當 ADXL345 沿檢測軸正向加速時，它對正加速度進行檢測。在檢測重力時用戶須要注意，
當檢測軸的方向與重力的方向相反時檢測到的是正加速度。圖所示爲輸出對重力的響應設計
上圖列出了 ADXL345 在不一樣擺放方式時的輸出，以便後續分析。接下來咱們看看
ADXL345 的引腳圖，如圖3d
ADXL345 支持 SPI 和 IIC 兩種通訊方式，爲了節省 IO 口，開發板採用的是 IIC方式鏈接，官方推薦的 IIC 鏈接電路如圖所示：調試
從上圖可看出， ADXL345 的鏈接十分簡單，外圍須要的器件也極少（就 2 個電容），如上
鏈接（SDO/ALT ADDRESS 接地），則 ADXL345 的地址爲 0X53（不含最低位），若是 SDO/ALT
ADDRESS 接高，那麼 ADXL345 的地址將變爲 0X1D（不含最低位）。
code
1、硬件設計/原理
查看開發板原理圖，IIC的SDA接到了ESP32模塊的GPIO22，IIC的SCL接到了ESP32模塊的GPIO21引腳，INT引腳由於GPIO數量緊張全部未接主控。
2、程序設計
先引用必要頭文件
// ADXL345 Example #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/task.h" #include "esp_system.h" #include "esp_log.h" #include "nvs_flash.h" #include "driver/gpio.h" #include "adxl345.h"
定義數據線GPIO
// IIC信號線定義 #define SCL_PIN GPIO_NUM_21 #define SDA_PIN GPIO_NUM_22
主函數開啓一個任務不停讀取傳感器數據
void app_main() {
ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());
xTaskCreate(&ADXL345_Task, //pvTaskCode
"ADXL345_Task",//pcName
4096,//usStackDepth
NULL,//pvParameters
4,//uxPriority
NULL//pxCreatedTask
);
}
任務函數中負責芯片初始化和死循環讀取ADXL345姿態數據
static void ADXL345_Task(void *pvParameters) {
uint8_t ret = 0;
ret = Init_ADXL355(SDA_PIN,SCL_PIN);
ESP_LOGI(TAG,"Init_ADXL355: %d",ret);
ESP_LOGI(TAG,"Devices ID = 0x%02X ",GetAnalogDevicesID()); // Always 0xE5
while (1) {
Get_ADXL345_Average();
vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
}
}
ADXL345初始化函數中，初始化IIC總線，檢查芯片ID，設置必要的寄存器
uint8_t Init_ADXL355(uint8_t sdaPin, uint8_t sclPin)
{
i2c_config_t conf; //I2C 配置結構體
conf.mode = I2C_MODE_MASTER; //I2C 模式
conf.sda_io_num = sdaPin; //SDA IO映射
conf.sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; //SDA IO模式
conf.scl_io_num = sclPin; //SCL IO映射
conf.scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; //SCL IO模式
conf.master.clk_speed = 200000; //I2C CLK頻率
i2c_param_config(I2C_NUM_1, &conf); //設置I2C1
//註冊I2C1服務即便能
i2c_driver_install(I2C_NUM_1, conf.mode,I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE,I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE,0);
if(GetAnalogDevicesID()==0XE5){ //讀取器件ID
ADXL345_WR_Reg(INT_ENABLE,0x00); // 先關閉中斷
ADXL345_WR_Reg(DATA_FORMAT,0X0B); // 禁用自測力 4線spi模式 高電平中斷有效,13位全分辨率,輸出數據右對齊,16g量程 1B
ADXL345_WR_Reg(BW_RATE,0x1A); // 低功耗模式，最低速度 數據輸出速度爲100Hz 12.5
ADXL345_WR_Reg(POWER_CTL,0x08); // 自動休眠模式 休眠時以8HZ頻率採樣 INT_ENABLE 38 08
ADXL345_WR_Reg(INT_MAP,0xA0); // THRESH_TAP/ACTIVITY映射到INT1引腳
ADXL345_WR_Reg(THRESH_ACT,125); // 檢測活動(ACTIVITY)的閾值，62.5mg/LSB ，其中0x10表明16, 16*62.5=1000mg, 也就是1g， 0x04表示4*62.5 = 250mg
ADXL345_WR_Reg(THRESH_INACT,0x40); // 設置靜止檢測閾值inactivity 62.5mg/LSB
ADXL345_WR_Reg(TIME_INACT,0x01); // 當小於inactivity值時間超過0X02 2s後進入睡眠模式
ADXL345_WR_Reg(ACT_INACT_CTL,0x77); // 直流觸發配置，XYZ使能觸發配置，全部軸都參與 CC
ADXL345_WR_Reg(THRESH_FF,0x08); // 自由跌落閾值，0x05-0x09 300mg-600mg 全部軸都參與判斷加速度 62.5mg/LSB
ADXL345_WR_Reg(TIME_FF,0x14); // 自由跌落時間 0x14-0x46 100ms-350ms 5ms/LBS
ADXL345_WR_Reg(INT_ENABLE,0x14); // 中斷使能 使能Activity中斷,使能Free_Fall中斷 14
return 0;
}
return 1;
}
使用IIC讀取/寫入寄存器
//寫ADXL345寄存器
//addr:寄存器地址
//val:要寫入的值
//返回值:無
void ADXL345_WR_Reg(uint8_t addr,uint8_t val)
{
esp_err_t ret = 0;
uint8_t data = 0;
i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
i2c_master_start(cmd);
i2c_master_write_byte(cmd, SensorAdd << 1 | I2C_MASTER_WRITE, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_write_byte(cmd, addr, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_write_byte(cmd, val, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_stop(cmd);
ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
i2c_cmd_link_delete(cmd);
return data;
}
//讀ADXL345寄存器
//addr:寄存器地址
//返回值:讀到的值
uint8_t ADXL345_RD_Reg(uint8_t addr)
{
esp_err_t ret = 0;
uint8_t data = 0;
i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
i2c_master_start(cmd);
i2c_master_write_byte(cmd, SensorAdd << 1 | I2C_MASTER_WRITE, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_write_byte(cmd, addr, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_start(cmd);
i2c_master_write_byte(cmd, SensorAdd << 1 | I2C_MASTER_READ, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_read_byte(cmd, &data, NACK_VAL);
i2c_master_stop(cmd);
ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
i2c_cmd_link_delete(cmd);
return data;
}
讀取角度信息
// ADXL345 角度採集
uint16_t Get_ADXL345_Average(void)
{
short x,y,z;
short angx,angy,angz;
uint8_t xbuf[15], ybuf[15], zbuf[15];
//獲得X,Y,Z軸的加速度值(原始值)
ADXL345_Read_Average(&x, &y,&z,10); //讀取X,Y,Z三個方向的加速度值
//printf("ADXL345-> X:%d Y:%d Z:%d \r\n",x,y,z); //顯示加速度原始值
//獲得角度值,並顯示
angx=ADXL345_Get_Angle(x,y,z,1);
angy=ADXL345_Get_Angle(x,y,z,2);
angz=ADXL345_Get_Angle(x,y,z,0);
memset(xbuf,0,15);
memset(ybuf,0,15);
memset(zbuf,0,15);
if(angx<0){
angx = -angx;
sprintf((char *)xbuf,"-%d.%d",(uint16_t)angx/10,(uint16_t)angx%10);
}else{
sprintf((char *)xbuf,"%d.%d",(uint16_t)angx/10,(uint16_t)angx%10);
}
if(angy<0){
angy = -angy;
sprintf((char *)ybuf,"-%d.%d",(uint16_t)angy/10,(uint16_t)angy%10);
}else{
sprintf((char *)ybuf,"%d.%d",(uint16_t)angy/10,(uint16_t)angy%10);
}
if(angz<0){
angz = -angz;
sprintf((char *)zbuf,"-%d.%d",(uint16_t)angz/10,(uint16_t)angz%10);
}else{
sprintf((char *)zbuf,"%d.%d",(uint16_t)angz/10,(uint16_t)angz%10);
}
printf("ADXL345->ANG X:%s Y:%s Z:%s \r\n",xbuf,ybuf,zbuf); //顯示加速度原始值
return (uint16_t)angz/10;
}
3、下載測試
打開ESP-IDF Command Prompt
cd命令進入此工程目錄
cd F:\ESP32_DevBoard_File\10_IIC_ADXL345
查看電腦設備管理器中開發板的串口號
執行idf.py -p COM9 flash monitor從串口9下載並運行打開口顯示設備調試信息 Ctrl+c退出運行
把開發板轉換不一樣角度，查看串口信息開發板角度姿態數據