单元九ADXL三轴加速度传感器汤宇娇上海城建职业

单元九ADXL362-三轴加速度传感器主讲人：汤宇娇上海城建职业学院本单元内容SPI通信原理及库函数配置基于SPI接口的三轴加速度传感器的软硬件设计编程实现获取ADXL362三轴加速度传感器数值教学目标了解SPI通信原理及库函数配置熟悉基于SPI接口的三轴加速度的传感器软硬件设计掌握使用ADXL362的API接口函数获取加速度数值9.1SPI通信原理及库函数配置基本概念SPI概念SPI通信的基本原理SPI是英语SerialPeripheralinterface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、实时时钟、AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。SPI分为主、从两种模式，一个SPI通讯系统需要包含一个（且只能是一个）主设备，一个或多个从设备。SPI接口的读写操作，都是由主设备发起。当存在多个从设备时，通过各自的片选信号进行管理。优点:支持全双工通信、通信简单、数据传输速率快；缺点:没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据，所以跟IIC总线协议比较在数据的可靠性上有一定的缺陷。基本概念SPI概念SPI通信的基本原理SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。这四根线分别是MISO、MOSI、SCLK、CS。名称描述MISO主设备数据输入，从设备数据输出MOSI主设备数据输出，从设备数据输入SCLK时钟信号，主设备产生CS片选信号，主设备控制CS：控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（一般默认为低电位），对此芯片的操作才有效，这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。基本概念SPI概念SPI通讯模式模式CPOL（时钟极性）CPHA（时钟相位）MODE000MODE101MODE210MODE311SPI通信有4种不同的模式，不同的从设备可能在出厂时就是配置为某种模式，这是不能改变的；但我们的通信双方必须是工作在同一模式下，所以我们可以对我们的主设备的SPI模式进行配置，通过CPOL（时钟极性）和CPHA（时钟相位）来控制我们主设备的通信模式，具体如下：时钟极性CPOL是用来配置SCLK的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位CPHA是用来配置数据采样是在第几个边沿：CPOL=0，表示当SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于高电平时；CPOL=1，表示当SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是SCLK处于低电平时；CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿；CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿。基本概念SPI概念SPI工作机制对照一个SPI单主机与单从机连接图，理解其内部工作机制：硬件上为4根线；主机和从机都有一个串行移位寄存器，主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次传输；串行移位寄存器通过MOSI信号线将字节传送给从机，同时从机也将自己的串行移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机。这样，两个移位寄存器中的内容就被交换；外设的写操作和读操作是同步完成的。如果只进行写操作，主机只需忽略接收到的字节；反之，若主机要读取从机的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。基本概念SPI概念SPI通讯模式CPOL=0，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据采样是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在上升沿，数据发送是在下降沿。

CPOL=0，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于低电平，数据发送是在第1个边沿，也就是SCLK由低电平到高电平的跳变，所以数据采样是在下降沿，数据发送是在上升沿。

CPOL=1，CPHA=0：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据采集是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在下降沿，数据发送是在上升沿。CPOL=1，CPHA=1：此时空闲态时，SCLK处于高电平，数据发送是在第1个边沿，也就是SCLK由高电平到低电平的跳变，所以数据采集是在上升沿，数据发送是在下降沿。基本概念SPI概念STM32SPI库函数配置SPI接口的框图基本概念SPI概念STM32SPI库函数配置外设的GPIO配置基本概念SPI概念STM32SPI库函数配置SPI相关配置库函数1个初始化函数voidSPI_Init(SPI_TypeDef*SPIx,SPI_InitTypeDef*SPI_InitStruct);作用：初始化SPI的相关参数，比如方向（全双工）、主从模式、数据大小、CPOL、CPHA、片选软件模式、预分频系数等。3个使能函数voidSPI_Cmd(SPI_TypeDef*SPIx,FunctionalStateNewState);voidSPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef*SPIx,uint8_tSPI_I2S_IT,FunctionalStateNewState);voidSPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef*SPIx,uint16_tSPI_I2S_DMAReq,FunctionalStateNewState);作用：使能SPI接口；使能SPI中断；使能SPI的DMA功能。2个数据传输函数voidSPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef*SPIx,uint16_tData);uint16_tSPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef*SPIx);作用：分别用于SPI传输数据、接收数据。基本概念SPI概念STM32SPI初始化配置相关引脚的复用功能，使能SPIx时钟；调用函数：voidGPIO_Init()；初始化SPIx，设置SPIx工作模式。调用函数：voidSPI_Init()；使能SPIx；调用函数：voidSPI_Cmd()；SPI传输数据；调用函数：voidSPI_I2S_SendData()；uint16_tSPI_I2S_ReceiveData()；SPI一般步骤9.2基于SPI接口的三轴加速度的传感器软硬件设计硬件设计ADXL362ADXL362硬件电路ADXL362（SPIslave）通过SPI接口与STM32(SPImaster)进行通信软件设计ADXL362ADXL362初始化初始化STM32的SPI接口，通过SPI读取DVEICEID和PARTID来来判断是否建立连接。软件设计ADXL362获取X/Y/Z轴加速度值#defineADXL362_REG_XDATA_L0x0EADXL362_GetRegisterValue(xyzValues,ADXL362_REG_XDATA_L,6);从ADXL362的datasheet中获取到的16bitX/Y/Z加速度地址值。9.3编程实现获取A