IIC读取AS5600磁编码器并计算相对角度与圈数代码移植

芯片F103CBT6，使用cubeide+hal库，驱动部分源码移植于：

(22条消息) STM32使用模拟I2C读取AS5600（深入讲解：带波形图）_yizeni的博客-CSDN博客_as5600使用方法

对函数以及全局变量进行了适当的封装与static声明，能计算上电后相对初始位置的转角与圈数，utf8跟gbk互转的时候部分搞出乱码了，将就看看。

AS5600.h：

/** as5600.h**  Created on: Jan 19, 2023*      Author: Administrator*/#ifndef _AS5600_H
#define _AS5600_H#include "sys.h"
#include "main.h"//角度相关的全项目全局变量
extern short relativeAngle;//相对旋转角度
extern short totalAngle;//总旋转角度
extern short numberofTurns;//旋转圈数//IO方向设置，这个是位带操作法
//#define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;} //SDA切换为输入模式
//#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;} //SDA切换为输出模式//IO操作函数
#define IIC_SCL    PBout(3) //SCL输出
#define IIC_SDA    PBout(4) //SDA输出
#define READ_SDA   PBin(4)  //SDA输入//AS5600的高低地址
#define _raw_ang_hi 0x0c
#define _raw_ang_lo 0x0d/*AS5600驱动的静态函数封装
static u8 AS5600_ReadOneByte(u16 ReadAddr);
static void AS5600_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 WriteData);
static u16 AS5600_ReadTwoByte(u16 ReadAddr_hi,u16 ReadAddr_lo);
*/void AS5600_Test(void);//测试，每次依次输出寄存器读值，绝对角度值，相对角度值，圈数void RelativeAngleCorrect(short startAngle, short realAngle);//相对角度正值化
void checkQuadrant(void);//用象限来计算圈数，顺时针转为正#endif

AS5600.c

/** as5600.c**  Created on: Jan 19, 2023*      Author: Administrator*/#include "as5600.h"
#include "Delay.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <stdio.h>/*  iic底层相关静态函数*///IO方向设置
static void SDA_IN(void);
static void SDA_OUT(void);//iic驱动
static void IIC_Init(void);                //³õÊ¼»¯IICµÄIO¿Ú
static void IIC_Start(void);                //·¢ËÍIIC¿ªÊ¼ÐÅºÅ
static void IIC_Stop(void);             //·¢ËÍIICÍ£Ö¹ÐÅºÅ
static void IIC_Send_Byte(u8 txd);          //IIC·¢ËÍÒ»¸ö×Ö½Ú
static u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC¶ÁÈ¡Ò»¸ö×Ö½Ú
static u8 IIC_Wait_Ack(void);               //IICµÈ´ýACKÐÅºÅ
static void IIC_Ack(void);                  //IIC·¢ËÍACKÐÅºÅ
static void IIC_NAck(void);             //IIC²»·¢ËÍACKÐÅºÅ//as5600驱动
static u8 AS5600_ReadOneByte(u16 ReadAddr);
static void AS5600_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 WriteData);
static u16 AS5600_ReadTwoByte(u16 ReadAddr_hi,u16 ReadAddr_lo);//static void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
//static u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);//角度相关全局变量
short relativeAngle = 0;//相对旋转角度
short totalAngle = 0;//总旋转角度
short numberofTurns = 0;//旋转圈数static short previousquadrantNumber = 0;//上次象限
static short quadrantNumber = 0;//当前象限static void SDA_IN(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.Pin = SDA_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(SDA_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}static void SDA_OUT(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.Pin = SDA_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(SDA_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}//³õÊ¼»¯IIC
static void IIC_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/* GPIO Ports Clock Enable */__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();/*Configure GPIO pin : SCL_Pin */GPIO_InitStruct.Pin = SCL_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(SCL_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pin : SDA_Pin */GPIO_InitStruct.Pin = SDA_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(SDA_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}
//²úÉúIICÆðÊ¼ÐÅºÅ
static void IIC_Start(void)
{SDA_OUT();     //sdaÏßÊä³öIIC_SDA=1;IIC_SCL=1;Delay_us(4);IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to lowDelay_us(4);IIC_SCL=0;//Ç¯×¡I2C×ÜÏß£¬×¼±¸·¢ËÍ»ò½ÓÊÕÊý¾Ý
}
//²úÉúIICÍ£Ö¹ÐÅºÅ
static void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();//sdaÏßÊä³öIIC_SCL=0;IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highDelay_us(4);IIC_SCL=1;IIC_SDA=1;//·¢ËÍI2C×ÜÏß½áÊøÐÅºÅDelay_us(4);
}
//µÈ´ýÓ¦´ðÐÅºÅµ½À´
//·µ»ØÖµ£º1£¬½ÓÊÕÓ¦´ðÊ§°Ü
//        0£¬½ÓÊÕÓ¦´ð³É¹¦
static u8 IIC_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN();      //SDAÉèÖÃÎªÊäÈëIIC_SDA=1;Delay_us(1);IIC_SCL=1;Delay_us(1);while(READ_SDA){ucErrTime++;if(ucErrTime>250){IIC_Stop();return 1;}}IIC_SCL=0;//Ê±ÖÓÊä³ö0return 0;
}
//²úÉúACKÓ¦´ð
static void IIC_Ack(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=0;Delay_us(2);IIC_SCL=1;Delay_us(2);IIC_SCL=0;
}
//²»²úÉúACKÓ¦´ð
static void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;Delay_us(2);IIC_SCL=1;Delay_us(2);IIC_SCL=0;
}
//IIC·¢ËÍÒ»¸ö×Ö½Ú
//·µ»Ø´Ó»úÓÐÎÞÓ¦´ð
//1£¬ÓÐÓ¦´ð
//0£¬ÎÞÓ¦´ð
static void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{u8 t;SDA_OUT();IIC_SCL=0;//ÀµÍÊ±ÖÓ¿ªÊ¼Êý¾Ý´«Êäfor(t=0;t<8;t++){//IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;if((txd&0x80)>>7)IIC_SDA=1;elseIIC_SDA=0;txd<<=1;Delay_us(2);   //¶ÔTEA5767ÕâÈý¸öÑÓÊ±¶¼ÊÇ±ØÐëµÄIIC_SCL=1;Delay_us(2);IIC_SCL=0;Delay_us(2);}
}//¶Á1¸ö×Ö½Ú£¬ack=1Ê±£¬·¢ËÍACK£¬ack=0£¬·¢ËÍnACK
static u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{unsigned char i,receive=0;SDA_IN();//SDAÉèÖÃÎªÊäÈëfor(i=0;i<8;i++ ){IIC_SCL=0;Delay_us(2);IIC_SCL=1;receive<<=1;if(READ_SDA)receive++;Delay_us(1);}if (!ack)IIC_NAck();//·¢ËÍnACKelseIIC_Ack(); //·¢ËÍACKreturn receive;
}//ÔÚAS5600Ö¸¶¨µØÖ·¶Á³öÒ»¸öÊý¾Ý
static u8 AS5600_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{u8 temp=-1;IIC_Start();IIC_Send_Byte((0X36<<1)|0x00);      //·¢ËÍÐ´ÃüÁîIIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(ReadAddr);   //·¢ËÍµØÖ·IIC_Wait_Ack();IIC_Start();IIC_Send_Byte((0X36<<1)|0x01);           //½øÈë½ÓÊÕÄ£Ê½IIC_Wait_Ack();temp=IIC_Read_Byte(0);IIC_Stop();//²úÉúÒ»¸öÍ£Ö¹Ìõ¼þreturn temp;
}//ÔÚAS5600Ö¸¶¨µØÖ··¢ËÍ³öÒ»¸öÊý¾Ý
static void AS5600_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 WriteData)
{IIC_Start();IIC_Send_Byte((0X36<<1)|0x00);      //·¢ËÍÐ´ÃüÁîIIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(WriteAddr);     //·¢ËÍµØÖ·IIC_Wait_Ack();IIC_Start();IIC_Send_Byte(WriteData);          //·¢ËÍÊý¾ÝIIC_Wait_Ack();IIC_Stop();//²úÉúÒ»¸öÍ£Ö¹Ìõ¼þHAL_Delay(10);
}//¶ÁÈ¡Á½Î»Êý¾Ý
static u16 AS5600_ReadTwoByte(u16 ReadAddr_hi,u16 ReadAddr_lo)
{u16 TwoByte_Data=-1;u8 hi_Data=0,lo_Data=0;hi_Data=AS5600_ReadOneByte(ReadAddr_hi);lo_Data=AS5600_ReadOneByte(ReadAddr_lo);TwoByte_Data = (hi_Data<<8)|lo_Data;return TwoByte_Data;
}void AS5600_Test(void){//配置顺时针为正IIC_Init();short raw_num = 0;//寄存器读值short real_start_angle = 0;//初始绝对角度short real_angle = 0;//读取的绝对角度//获取初始角raw_num = AS5600_ReadTwoByte(_raw_ang_hi,_raw_ang_lo);real_start_angle = (raw_num*360)/4096; //对寄存器值进行处理得到角度值while (1){raw_num = AS5600_ReadTwoByte(_raw_ang_hi,_raw_ang_lo);  //读取两个寄存器的值//printf("adr num: %d\r\n",raw_num);real_angle = (raw_num*360)/4096; //对寄存器值进行处理得到角度值RelativeAngleCorrect(real_start_angle, real_angle);//获得相对角度checkQuadrant();printf("\r\n");printf("寄存器读值: %d\r\n",raw_num);printf("绝对角度: %d\r\n",real_angle);printf("相对角度: %d\r\n",relativeAngle);printf("圈数: %d\r\n",numberofTurns);printf("\r\n");LED_TURN;HAL_Delay(100);}
}void RelativeAngleCorrect(short startAngle, short realAngle){//相对角度获取，顺时针为正relativeAngle = realAngle - startAngle; //没变动则为0if(relativeAngle < 0) //把相对角度转换为0-360度表示{relativeAngle = relativeAngle + 360; //}//把0-360角度转换为-180到+180表示if(relativeAngle > 180){relativeAngle = relativeAngle - 360;}
}void checkQuadrant(void)
{//用象限来计算圈数，顺时针转为正/*//Quadrants:4  |  1---|---3  |  2*///Quadrant 1if(relativeAngle > 0 && relativeAngle <=90){quadrantNumber = 1;}//Quadrant 2if(relativeAngle > 90 && relativeAngle <=180){quadrantNumber = 2;}//Quadrant 3if(relativeAngle > -180 && relativeAngle <=-90){quadrantNumber = 3;}//Quadrant 4if(relativeAngle > -90 && relativeAngle <0){quadrantNumber = 4;}if(quadrantNumber != previousquadrantNumber) //如果象限改变{if(quadrantNumber == 1 && previousquadrantNumber == 4){numberofTurns++; // 现在象限为1而上次为4，则顺时针旋转过0一次，圈数加1}if(quadrantNumber == 4 && previousquadrantNumber == 1){numberofTurns--; // 现在象限为4而上次为1，则逆时针旋转过0一次，圈数减1}previousquadrantNumber = quadrantNumber;  //更新旧象限}totalAngle = (numberofTurns*360) + relativeAngle; //number of turns (+/-) plus the actual angle within the 0-360 range}

附件：一个hal库的systick延时库

/** Delay.c**  Created on: Jan 19, 2023*      Author: Administrator*//* --------------------------------------------------------- */
// 文件名称：delay.c
// 功能描述: SysTick延时函数源文件/* --------------------------------------------------------- */#include "Delay.h"
#include "main.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"float usDelayBase;
void PY_usDelayTest(void)
{uint32_t firstms, secondms;uint32_t counter = 0;firstms = HAL_GetTick()+1;secondms = firstms+1;while(uwTick!=firstms) ;while(uwTick!=secondms) counter++;usDelayBase = ((float)counter)/1000;
}void Delay_us_t(uint32_t Delay)
{uint32_t delayReg;uint32_t usNum = (uint32_t)(Delay*usDelayBase);delayReg = 0;while(delayReg!=usNum) delayReg++;
}void PY_usDelayOptimize(void)
{uint32_t firstms, secondms;float coe = 1.0;firstms = HAL_GetTick();Delay_us_t(1000000) ;secondms = HAL_GetTick();coe = ((float)1000)/(secondms-firstms);usDelayBase = coe*usDelayBase;
}void Delay_us(uint32_t Delay)
{uint32_t delayReg;uint32_t msNum = Delay/1000;uint32_t usNum = (uint32_t)((Delay%1000)*usDelayBase);if(msNum>0) HAL_Delay(msNum);delayReg = 0;while(delayReg!=usNum) delayReg++;
}

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