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气压计LPS28DFW开发(1)----轮询获取气压计数据

嵌入式单片机MCU开发 来源:嵌入式单片机MCU开发 作者:嵌入式单片机MCU开 2023-12-28 09:58 次阅读

概述

本文将介绍如何使用 LPS28DFW 传感器来读取数据。主要步骤包括初始化传感器接口、验证设备ID、配置传感器的数据输出率和滤波器,以及通过轮询方式持续读取气压数据和温度数据。读取到的数据会被转换为适当的单位并通过串行通信输出。

最近在弄ST和瑞萨RA的课程,需要样片的可以加群申请:615061293 。

视频教学

[https://www.bilibili.com/video/BV1fQ4y1u72y/]

样品申请

[https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#]

完整代码下载

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/88656281]

产品特性

LPS28DFW 是一款高性能的压阻式绝对压力传感器,设计用于提供精确的气压测量。这款传感器特别适合于个人电子和消费类产品,因为它结合了多种先进特性。该传感器以其低功耗和低噪声性能著称,使其在电池供电的便携设备中尤为理想。

LPS28DFW 的封装为陶瓷 LGA 类型,带有金属盖,这种设计既提供了水阻性能,又保持了灵活性,金属盖可以接地或在电路板布局中保持电气浮动。这款传感器能够在 -40°C 至 +85°C 的温度范围内稳定运作,确保在多种环境条件下的可靠性。

此外,它提供两种全尺度的绝对压力测量模式,精度高达 0.5 hPa,配合低至 0.32 Pa 的传感器噪声。内嵌的温度补偿功能进一步增强了其测量准确性。LPS28DFW 还支持高达 200 Hz 的可调输出数据速率 (ODR) 和 24 位的压力数据输出。

通信模式

对于LPS28DFW,可以使用IIC进行通讯。 最小系统图如下所示。

本文使用的板子原理图如下所示。

速率

该模块支持的I2C速度最快位快速模式+(1M)。

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程,这里使用MCU为STM32WB55RG。 配置时钟树,配置时钟为32M。

串口配置

查看原理图,PB6和PB7设置为开发板的串口。

配置串口。

IIC配置

配置IIC为快速模式,速度为400k。

SA0地址设置

通过设置SA0管脚的高低电平可以改变模块的地址。

这里设置SA0管脚位输出管脚。

串口重定向

打开魔术棒,勾选MicroLIB

在main.c中,添加头文件,若不添加会出现 identifier "FILE" is undefined报错。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函数声明和串口重定向:

/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){
    HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return ch;
}
/* USER CODE END PFP */

参考程序

[https://github.com/STMicroelectronics/lps28dfw-pid]

SA0设置模块地址

使能SA0为低电平,配置模块地址。

lps28dfw_pin_int_route_t int_route;
  lps28dfw_all_sources_t all_sources;
  lps28dfw_bus_mode_t bus_mode;
  lps28dfw_stat_t status;
  stmdev_ctx_t dev_ctx;
  lps28dfw_id_t id;
  lps28dfw_md_t md;

  /* Initialize mems driver interface */
  dev_ctx.write_reg = platform_write;
  dev_ctx.read_reg = platform_read;
  dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;


  HAL_GPIO_WritePin(SA0_GPIO_Port, SA0_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  /* Wait sensor boot time */
  platform_delay(BOOT_TIME);

获取ID

可以向WHO_AM_I (0Fh)获取固定值,判断是否为0xB4

lps28dfw_id_get为获取函数。

对应的获取ID驱动程序,如下所示。

/* Check device ID */
  lps28dfw_id_get(&dev_ctx, &id);
    printf("LPS28DFW_ID=0x%x,id.whoami=0x%xn",LPS28DFW_ID,id.whoami);    

  if (id.whoami != LPS28DFW_ID)
    while(1);

复位操作

lps28dfw_init_set为重置函数。

对应的驱动程序,如下所示。

/* Restore default configuration */
  lps28dfw_init_set(&dev_ctx, LPS28DFW_RESET);
  do {
    lps28dfw_status_get(&dev_ctx, &status);
  } while (status.sw_reset);

BDU设置

在很多传感器中,数据通常被存储在输出寄存器中,这些寄存器分为两部分:MSB和LSB。这两部分共同表示一个完整的数据值。例如,在一个加速度计中,MSB和LSB可能共同表示一个加速度的测量值。

连续更新模式(BDU = ‘0’):在默认模式下,输出寄存器的值会持续不断地被更新。这意味着在你读取MSB和LSB的时候,寄存器中的数据可能会因为新的测量数据而更新。这可能导致一个问题:当你读取MSB时,如果寄存器更新了,接下来读取的LSB可能就是新的测量值的一部分,而不是与MSB相对应的值。这样,你得到的就是一个“拼凑”的数据,它可能无法准确代表任何实际的测量时刻。

块数据更新(BDU)模式(BDU = ‘1’):当激活BDU功能时,输出寄存器中的内容不会在读取MSB和LSB之间更新。这就意味着一旦开始读取数据(无论是先读MSB还是LSB),寄存器中的那一组数据就被“锁定”,直到两部分都被读取完毕。这样可以确保你读取的MSB和LSB是同一测量时刻的数据,避免了读取到代表不同采样时刻的数据。

简而言之,BDU位的作用是确保在读取数据时,输出寄存器的内容保持稳定,从而避免读取到拼凑或错误的数据。这对于需要高精度和稳定性的应用尤为重要。

可以向CFG_REG_C (62h)的BDU寄存器写入1进行开启。

对应的驱动程序,如下所示。

/* Set bdu and if_inc recommended for driver usage */
  lps28dfw_init_set(&dev_ctx, LPS28DFW_DRV_RDY);

设置总线接口

/* Select bus interface */
  bus_mode.filter = LPS28DFW_AUTO;
  bus_mode.interface = LPS28DFW_SEL_BY_HW;
  lps28dfw_bus_mode_set(&dev_ctx, &bus_mode);

设置速率

设置速率和量程可以通过CTRL_REG1 (10h)和CTRL_REG2 (11h)进行设置。

/* Set Output Data Rate */
  md.odr = LPS28DFW_4Hz;
  md.avg = LPS28DFW_16_AVG;
  md.lpf = LPS28DFW_LPF_ODR_DIV_4;
  md.fs = LPS28DFW_1260hPa;
  lps28dfw_mode_set(&dev_ctx, &md);

中断配置

CTRL_REG4 (13h) 寄存器在 LPS28DFW 气压传感器中用于控制与中断相关的不同功能。以下是具体的位字段及其功能:

  1. DRDY_PLS (位 6):在 INT_DRDY 引脚上启用数据就绪脉冲。默认值为 0(0:禁用;1:启用在 INT_DRDY 引脚上的数据就绪脉冲,脉冲宽度约 5 微秒)。
  2. DRDY (位 5):在 INT_DRDY 引脚上的数据就绪信号。默认值为 0(0:禁用;1:启用)。
  3. INT_EN (位 4):在 INT_DRDY 引脚上的中断信号。默认值为 0(0:禁用;1:启用)。
  4. INT_F_FULL (位 2):在 INT_DRDY 引脚上的 FIFO 满标志。默认值为 0(0:FIFO 为空;1:FIFO 满,有 128 个未读样本)。
  5. INT_F_WTM (位 1):在 INT_DRDY 引脚上的 FIFO 阈值(水位标记)状态。默认值为 0(0:FIFO 低于 WTM 级别;1:FIFO 等于或高于 WTM 级别)。
  6. INT_F_OVR (位 0):在 INT_DRDY 引脚上的 FIFO 溢出状态。默认值为 0(0:未溢出;1:FIFO 中至少有一个样本被覆盖)。 这些设置允许用户配置传感器的中断行为,包括数据就绪通知、FIFO 相关的状态通知等。通过正确配置这些位,可以根据特定的应用需求调整传感器的行为,优化数据采集和处理效率。

/* Configure inerrupt pins */
  lps28dfw_pin_int_route_get(&dev_ctx, &int_route);
  int_route.drdy_pres   = PROPERTY_DISABLE;
  lps28dfw_pin_int_route_set(&dev_ctx, &int_route);

轮询读取数据

对于压强和温度数据是否准备好,可以查看STATUS (27h)的Zyxda位,判断是否有新数据到达。

对于压强数据,主要在PRESS_OUT_XL (28h)-PRESS_OUT_H (2Ah)。

对于温度数据,数据在TEMP_OUT_L (2Bh)-TEMP_OUT_H (2Ch)。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {    
    /* Read output only if new values are available */
    lps28dfw_all_sources_get(&dev_ctx, &all_sources);
    if ( all_sources.drdy_pres | all_sources.drdy_temp ) {
      lps28dfw_data_get(&dev_ctx, &md, &data);
      printf("pressure [hPa]:%6.2f temperature [degC]:%6.2frn",data.pressure.hpa, data.heat.deg_c);
    }            
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

演示

正常气压为50hPa到1050hPa之间。

审核编辑 黄宇

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