【CH579M-R1】+驱动LSM303DLH磁场传感器

hujj 发表于 2020-10-16 18:51

本帖最后由 hujj 于 2020-10-16 18:57 编辑

    我自制的智能小车需要使用电子罗盘来定向，于是网购了一块LSM303DLH磁场传感器模块，试图用CH579M-R1开发板来驱动测试。模块的正面照片如下：



    这是模块的反面：



    

 这是三轴磁场+三轴加速度传感器模块，通过I2C协议与主设备通讯。模块上有8个焊盘，其中4个分别是GND、SDA、SCL和Vcc引脚，另外4个是运动传感器中断及控制引脚。我目前只使用了I2C通讯及电源引脚。

    商家提供的资料极其有限，其中范例代码因缺少相关库文件而无法通过编译，网上搜索也很少有完整的代码，因此只有在商家提供的范例基础上自己慢慢测试，为此花费了一周多的时间，也踩了许多坑，几次都准备放弃了，但又似乎看到一线希望。经过发帖求助，在大家的热心帮助下，最后终于驱动成功，下面就是我的调试过程。

    首先是I2C通讯，在我的测试环境中已经存在DS1307日历模块，这也是用I2C进行通讯的，我就在此基础上驱动LSM303DLH，可按照范例中对模块读写的代码，读出相关寄存器的却是固定的数值，无论如何转动模块均不变化（见下图）。



    弄了几天都没有头绪，只好发帖求助，在littleshrimp版主的提示下，试着对比初始化前后寄存器的数值以及对空地址进行读操作，发现读取寄存器的数值全部是2，空地址返回的也是2，显然I2C通讯有问题。

    为此，我仔细查看到数据手册中对I2C通讯的时序要求，然后通过逻辑分析仪抓取的时序进行逐步调整。下图为手绘的相关时序要求：



    经过反复调整代码，从逻辑分析仪抓取的时序图上到，已经比较接近标准值了，（见下图）：



    尽管如此，但模块并未响应I2C通讯，返回的数值全是零：



    分析抓取的时序图也可以看出模块没有任何应答（见下图）：



    因为在我的测试环境中，I2C通讯是与LCD显示屏的DIN和CLK共用的，在驱动DS1307日历模块时没有出现过问题，能够各自正常驱动，所以测试LSM303DLH模块时也延用此方案。但测试了几天都不成功，我不得不考虑用单独的引脚来专门供I2C通讯用，为此还更换了多个引脚分别测试，结果均一样不成功。就在准备放弃测试，考虑另外再去购买模块时，忽然显示屏了出现了数据（见下图），我欣喜若狂。



    就在准备进一步测试时，屏幕又全是零了，仍旧读不出数据。我反复测试，又折腾了两天，其间有时用手按压模块，偶尔也可读出数据，我猜想可能是杜邦线连接不好造成的，于是换上新的杜邦线，并用万用表检测，然而并不如愿，模块依旧是不能正常运行。我无计可施，又准备放弃时，w494143467版主建议我试试用电吹风加热一下模块，我将信将疑地照办，奇迹出现了，屏幕有数据显示了，证明I2C通讯正常了。就这样，遇到读不出数据时我就先呵几口气加热模块，不行再用电吹风。不知道厂家是否知道芯片的这个问题，按说我所处地区现在的气温不低，室内温度在20度以上，不应该会造成芯片工作不正常。

    I2C通讯正常后，紧接着是如何配置寄存器，商家提供的范例中仅配置了三个寄存器，按照这个配置，运动传感器的数据未读出来。要配置好寄存器，首先必须对芯片中寄存器有比较详细的了解，为此我将芯片寄存器的部分资料翻译成中文，整理到EXCEL表格中展示出来，下图为部分数据：



    LSM303DLH芯片使用了两个I2C地址，其中磁场传感器I2C地址为0x3C，运动传感器I2C地址为0x30，它们的寄存器地址并未重叠，但为何要占用两个I2C地址就不得而知了。

    从上图中可以看到磁场传感器共使用有13个寄存器，地址分别为00H~0CH，其中可设置的寄存器只有前3个，其它都是只读的。按照范例中的代码，我只对00H和02H两个寄存器进行了设置。

    数据手册中运动传感器使用的寄存器共有22个，参见下图：



    因为我没有启用中断功能，所以也只设置了其中的三个，范例中仅对地址为20H的模式寄存器进行了设置，但设置的数据为0x27，即数据速率为50Hz，我修改成0x2F（数据速率100Hz）后才读到运动传感器三轴数据。我增加设置了对数据的滤波功能和自我测试功能，自此，模块的配置基本完成。



    模块基本正常工作之后，读取的数据波动非常大，此时还需要进行校准，这项工作很顺利，我只是将整个测试装置放在鼠标垫上改变了几次角度，数据就正常了，应该是校准完成了。由于天色已晚，拍摄效果差，明天再补上最后测试的动画。

    下面是我整理的资料EXCEL压缩文件和项目压缩文件：

hujj 发表于 2020-10-18 08:46

这是补拍的测试照片：



    这是磁场及运动传感器三轴数据：



    这是拍摄的动画：

okhxyyo 发表于 2020-10-19 10:42

<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1140005-1-1.html" target="_blank">沁恒CH579M-R1开发板测评</a>

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