【雅特力AT-START-F435】I2C读取AS5600角度数据

hitwpc

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本帖最后由 hitwpc 于 2023-7-11 02:14 编辑

本次测评中参考例程中I2C，获取无刷电机实时角度位置，并使用串口将数据信息通过VOFA进行实时波形显示。

参考文件目录如下：

AT32F435_437_Firmware_Library_V2.1.2\project\at_start_f435\examples\i2c\communication_int

参考AS5600驱动开源链接：

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IIC的基础原理

参考大佬Z小旋的教程，对I2C的物理层、协议层、时序图都做了很好的解释，如果单片机作为主机去读取从机的信息，完全足够，可以参考下面的文章。

(71条消息) IIC原理超详细讲解---值得一看_Z小旋的博客-CSDN博客

程序介绍

官方例程I2C参考

首先查看库函数（文件at32f435437i2c.c），可以看到里面的的库函数还是比较底层的，如获取地址，操作数据寄存器直接发送数据。如果认真观看了IIC的基础原理，就会发现，IIC的时许和逻辑较为复杂，此类底层函数库是不能完成IIC的发送和读取数据的。

碰巧官方例程（AT32F435_437_Firmware_Library_V2.1.2\project\at_start_f435\examples\i2c\communication_int）中完善了IIC相关的驱动函数，文件为i2c_application.c。

因此我们首先把该文件的函数都拷走，下面我们将主要用到这个函数

i2c_status_type i2c_memory_read(i2c_handle_type* hi2c, i2c_mem_address_width_type mem_address_width, uint16_t address, uint16_t mem_address, uint8_t* pdata, uint16_t size, uint32_t timeout)

可以实现使用指定I2C，向指定从机地址的内存地址读取指定长度的数据（STM32的HAL库中有类似的函数）。

下面看下函数内部的实现逻辑

①等待检测I2C是否忙碌

②发送启动信号，同时发送从机地址

③等待检测发送从机地址的ACK信号是否收到

④发送需要读取的内存地址

⑤等待检测是否发送完成

⑥发送启动信号，同时发送从机地址

⑦等待检测发送从机地址的ACK信号是否收到

⑧循环读取指定长度的数据

从这个过程中，我们可以看到读取的过程是②发送从机地址、④发送内存地址、⑥发送从机地址、⑧读取指定内存的数据，其余过程都在校验上一步是否完成。校验函数的形式如下：

i2c_wait_flag(hi2c, I2C_TCRLD_FLAG, I2C_EVENT_CHECK_NONE, timeout)

里面有timeout超时机制，因此I2C的发送失败（或者示波器根本抓不到发出的波形），可以尝试调大timeout值（本人在实验过程中，timeout为0XFF时会发送失败，0XFFF则发送成功）。

源码如下：

i2c_status_type i2c_memory_read(i2c_handle_type* hi2c, i2c_mem_address_width_type mem_address_width, uint16_t address, uint16_t mem_address, uint8_t* pdata, uint16_t size, uint32_t timeout)

{

/* initialization parameters */

hi2c->pbuff = pdata;

hi2c->pcount = size;

hi2c->error_code = I2C_OK;

/* wait for the busy flag to be reset */

if (i2c_wait_flag(hi2c, I2C_BUSYF_FLAG, I2C_EVENT_CHECK_NONE, timeout) != I2C_OK)

{

return I2C_ERR_STEP_1;

}

/* start transfer */

i2c_transmit_set(hi2c->i2cx, address << 1, mem_address_width, I2C_SOFT_STOP_MODE, I2C_GEN_START_WRITE);

//i2c_start_transfer(hi2c, address<<1, I2C_GEN_START_WRITE);

/* wait for the tdis flag to be set */

if (i2c_wait_flag(hi2c, I2C_TDIS_FLAG, I2C_EVENT_CHECK_ACKFAIL, timeout) != I2C_OK)

{

return I2C_ERR_STEP_2;

}

/* send memory address */

if (i2c_memory_address_send(hi2c, mem_address_width, mem_address, timeout) != I2C_OK)

{

return I2C_ERR_STEP_3;

}

/* wait for the tdc flag to be set */

if (i2c_wait_flag(hi2c, I2C_TDC_FLAG, I2C_EVENT_CHECK_NONE, timeout) != I2C_OK)

{

return I2C_ERR_STEP_4;

}

/* start transfer */

i2c_start_transfer(hi2c, address<<1, I2C_GEN_START_READ);

while (hi2c->pcount > 0)

{

/* wait for the rdbf flag to be set */

if (i2c_wait_flag(hi2c, I2C_RDBF_FLAG, I2C_EVENT_CHECK_ACKFAIL, timeout) != I2C_OK)

{

return I2C_ERR_STEP_5;

}

/* read data */

(*hi2c->pbuff++) = i2c_data_receive(hi2c->i2cx);

hi2c->pcount--;

hi2c->psize--;

if ((hi2c->psize == 0) && (hi2c->pcount != 0))

{

/* wait for the tcrld flag to be set */

if (i2c_wait_flag(hi2c, I2C_TCRLD_FLAG, I2C_EVENT_CHECK_NONE, timeout) != I2C_OK)

{

return I2C_ERR_STEP_6;

}

/* continue transfer */

i2c_start_transfer(hi2c, address, I2C_WITHOUT_START);

}

}

/* wait for the stop flag to be set */

if (i2c_wait_flag(hi2c, I2C_STOPF_FLAG, I2C_EVENT_CHECK_ACKFAIL, timeout) != I2C_OK)

{

return I2C_ERR_STEP_7;

}

/* clear stop flag */

i2c_flag_clear(hi2c->i2cx, I2C_STOPF_FLAG);

/* reset ctrl2 register */

i2c_reset_ctrl2_register(hi2c);

return I2C_OK;

}

AS5600驱动

参考下面的代码

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AS5600是一种易于编程的磁性旋转位置传感器，具有高分辨率12位模拟或PWM输出。该非接触系统测量轴上径向磁化磁体的绝对角度。AS5600专为无触点电位器应用而设计，其坚固的设计消除了任何均匀外部杂散磁场的影响。行业标准I²C接口支持非易失性参数的简单用户编程，无需专门的程序员。默认情况下，输出表示0到360度的范围。也可以通过编程零角度（开始位置）和最大角度（停止位置）来定义输出的较小范围。AS5600还配备了智能低功耗模式功能，可自动降低功耗。输入引脚（DIR）选择输出相对于旋转方向的极性。如果DIR接地，输出值随顺时针旋转而增加。如果DIR连接到VDD，则输出值随逆时针旋转而增加。LibDriver AS5600是LibDriver推出的AS5600全功能驱动，该驱动提供磁角度读取等功能并且它符合MISRA标准。

在以下函数接口中，添加自己的驱动函数

①初始化函数

uint8_t as5600_interface_iic_init(void)

{

hi2cx.i2cx = I2Cx_PORT;

/* i2c config */

i2c_config(&hi2cx);

return 0;

}

②I2C读取函数

uint8_t as5600_interface_iic_read(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *buf, uint16_t len)

{

i2c_memory_read(&hi2cx, I2C_MEM_ADDR_WIDIH_8,addr,reg,buf,len,0xFFF);

return 0;

}

③I2C写函数

uint8_t as5600_interface_iic_write(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *buf, uint16_t len)

{

i2c_memory_write(&hi2cx, I2C_MEM_ADDR_WIDIH_8,addr,reg,buf,len,0xFFF);

return 0;

}

④延时函数

void as5600_interface_delay_ms(uint32_t ms)

{

delay_ms(ms);

}

接下来主函数中，初始化阶段添加as5600_basic_init();

在主循环中添加 as5600_basic_read(float *angle)，即可读取出AS5600的机械角度值（当然还需要电角度换算）。

在测试过程中，发现AT32F435的I2C的发送从机地址时，需要将从机地址左移一位，然后在最低位（LSB）来判断时读还是写。需要手动改一下库函数

i2c_transmit_set(hi2c->i2cx, address << 1, mem_address_width, I2C_SOFT_STOP_MODE, I2C_GEN_START_WRITE);

实物测试效果

红色线为机械角度，绿色线为电角度（使用的无刷电机24N22P，是11对级，因此电角度是11倍的机械角度）。

20230711-010829