STM32:SPI驱动ADXL345

ADXL345为3轴数字加速度计。支持SPI或I2C访问。网上例子大多是I2C,这里使用4线SPI。

一、遇过的坑

调试过程花了几个小时，遇到一些小坑。

1.开始的时候，无论如何都无法读取芯片ID。这可是最基础的一步啊，SPI，I2C都试过。无奈之下，对照原理图与手册的管脚说明，发现Vs接到地了。其实这个管脚要接电源电压。老实说，一看名字还以为要接地，毕竟一般IC接地脚名字为Vss。让硬件工程师飞线修改。终于可以进行通信了。

2.发现数据跳动比较大。静止放置，也会出现很大的数据波动。看上去并不是噪声导致的。最后发现手册上对SPI速率与输出数据速率的相关性。重新修改SPI速率，输出数据终于稳定多了，再加上软件滤波，终于满足项目使用。

3.芯片手册推荐读取加速度数据时使用多字节连续读取，这样可确保数据完整性。我估计当CS被脚拉低后芯片就会禁止修改相关数据寄存器和FIFO的修改。不过手册对于多字节读取的时序图太粗略。

暂时没时间搞单次多字节读取。估计STM32的硬件SPI没有办法做到，以后有时间再研究。

二、代码


/******************ADXL345寄存器命令定义**********************/
#define DEVICE_ID           0X00        //获取器件ID,0XE5
#define THRESH_TAP          0X1D        //敲击阀值
#define OFSX                0X1E    //x轴调整偏移值
#define OFSY                0X1F
#define OFSZ                0X20
#define DUR                 0X21
#define Latent              0X22
#define Window              0X23
#define THRESH_ACK          0X24
#define THRESH_INACT        0X25
#define TIME_INACT          0X26
#define ACT_INACT_CTL       0X27
#define THRESH_FF           0X28
#define TIME_FF             0X29
#define TAP_AXES            0X2A
#define ACT_TAP_STATUS      0X2B
#define BW_RATE             0X2C
#define POWER_CTL           0X2D#define INT_ENABLE          0X2E
#define INT_MAP             0X2F
#define INT_SOURCE          0X30
#define DATA_FORMAT        0X31
#define DATA_X0            0X32
#define DATA_X1            0X33
#define DATA_Y0            0X34
#define DATA_Y1            0X35
#define DATA_Z0            0X36
#define DATA_Z1            0X37
#define FIFO_CTL            0X38
#define FIFO_STATUS         0X39#define I_M_DEVID      ((uint8_t)0xE5) //器件ID=0XE5/******************SPI管脚配置宏**********************/
#define ADXL345_SPIX                      SPI2
#define ADXL345_SPI_RCC                   RCC_APB1Periph_SPI2#define ADXL345_SPI_SCK_PIN               GPIO_Pin_13
#define ADXL345_SPI_SCK_GPIO_PORT         GPIOB
#define ADXL345_SPI_SCK_GPIO_RCC          RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define ADXL345_SPI_SCK_SOURCE            GPIO_PinSource13
#define ADXL345_SPI_SCK_AF                GPIO_AF_SPI2#define ADXL345_SPI_MISO_PIN              GPIO_Pin_14
#define ADXL345_SPI_MISO_GPIO_PORT        GPIOB
#define ADXL345_SPI_MISO_GPIO_RCC         RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define ADXL345_SPI_MISO_SOURCE           GPIO_PinSource14
#define ADXL345_SPI_MISO_AF               GPIO_AF_SPI2#define ADXL345_SPI_MOSI_PIN              GPIO_Pin_15
#define ADXL345_SPI_MOSI_GPIO_PORT        GPIOB
#define ADXL345_SPI_MOSI_GPIO_RCC         RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define ADXL345_SPI_MOSI_SOURCE           GPIO_PinSource15
#define ADXL345_SPI_MOSI_AF               GPIO_AF_SPI2#define ADXL345_SPI_CS_PIN                GPIO_Pin_12
#define ADXL345_SPI_CS_GPIO_PORT          GPIOB
#define ADXL345_SPI_CS_GPIO_RCC           RCC_AHB1Periph_GPIOB#define ADXL345_CS_LOW()       GPIO_ResetBits(ADXL345_SPI_CS_GPIO_PORT, ADXL345_SPI_CS_PIN)
#define ADXL345_CS_HIGH()      GPIO_SetBits(ADXL345_SPI_CS_GPIO_PORT, ADXL345_SPI_CS_PIN)

// SPI2 ：PB12(cs) ,PB13(clk) ,PB14(miso)  ,PB15(mosi)
static void  _spi_init(void)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(ADXL345_SPI_SCK_GPIO_RCC|ADXL345_SPI_CS_GPIO_RCC, ENABLE);//使能GPIO时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(ADXL345_SPI_RCC, ENABLE);//使能SPI时钟//sck miso mosi初始化设置GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ADXL345_SPI_SCK_PIN| ADXL345_SPI_MISO_PIN | ADXL345_SPI_MOSI_PIN ;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;   //复用功能GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_Init(ADXL345_SPI_SCK_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); GPIO_PinAFConfig(ADXL345_SPI_SCK_GPIO_PORT,  ADXL345_SPI_SCK_SOURCE,  ADXL345_SPI_SCK_AF);  //复用配置GPIO_PinAFConfig(ADXL345_SPI_MISO_GPIO_PORT, ADXL345_SPI_MISO_SOURCE, ADXL345_SPI_MISO_AF); //复用配置GPIO_PinAFConfig(ADXL345_SPI_MOSI_GPIO_PORT, ADXL345_SPI_MOSI_SOURCE, ADXL345_SPI_MOSI_AF); //复用配置//cs初始化设置GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ADXL345_SPI_CS_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHzGPIO_Init(ADXL345_SPI_CS_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);//初始化ADXL345_CS_HIGH();RCC_APB2PeriphResetCmd(ADXL345_SPI_RCC, ENABLE); //复位SPIRCC_APB2PeriphResetCmd(ADXL345_SPI_RCC, DISABLE); //停止复位SPI//spi配置SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;        //设置SPI工作模式:设置为主SPISPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_16b;        //设置SPI的数据大小:SPI发送接收16位帧结构SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;        //串行同步时钟的空闲状态为高电平SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;    //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;        //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_32;        //定义波特率预分频的值:波特率预分频值 84M/pscSPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;    //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;    //CRC值计算的多项式SPI_Init(ADXL345_SPIX, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器SPI_Cmd(ADXL345_SPIX, ENABLE); //使能SPI外设
}
/***********************************全局函数***********************************///读取三个方向的加速度
void memsdrv_ReadXYZ(int16_t *x, int16_t *y, int16_t *z)
{uint8_t BUF[6];BUF[0] = ADXL345_read_byte(0x32);BUF[1] = ADXL345_read_byte(0x33);BUF[2] = ADXL345_read_byte(0x34);BUF[3] = ADXL345_read_byte(0x35);BUF[4] = ADXL345_read_byte(0x36);BUF[5] = ADXL345_read_byte(0x37);*x = ((u16)BUF[1] << 8) + BUF[0];*y = ((u16)BUF[3] << 8) + BUF[2];*z = ((u16)BUF[5] << 8) + BUF[4];}
//初始化ADXL345.
//返回值:0,初始化成功;其他值,初始化失败.
u8  memsdrv_Init(void)
{_spi_init();//_exit_init();delay_ms(500);if( ADXL345_read_byte( DEVICE_ID ) == I_M_DEVID ){ADXL345_write_byte(DATA_FORMAT, 0X0b);  //BIT6:SPI4线模式（默认）；BIT5:中断电平0/1(高/低有效)；BIT0-1:量程=16gADXL345_write_byte(POWER_CTL,   0x08);  //BIT3=0/1:(测量模式/待机模式)；BIT2=0/1:(工作/休眠)；ADXL345_write_byte(BW_RATE,     0x0e);  //低4位：输出数据速率=1600(此速率下，SPI速率要设置>=2M) ；BIT4=0/1（低功耗/正常）ADXL345_write_byte(INT_ENABLE,  0x00);  //中断功能设置：不使能ADXL345_write_byte(INT_MAP,     0x00);  //设置中断映射到INT1引脚还是INT2引脚ADXL345_write_byte(FIFO_CTL,    0x00);ADXL345_write_byte(OFSX, 0x00);   //XYZ偏移调整ADXL345_write_byte(OFSY, 0x00);ADXL345_write_byte(OFSZ, 0x00);printf("mems init ok \r\n");return 0;}elseprintf("mems init err!\r\n");return 1;
}

之前忘了SPI读写函数，补上

//读单字节
u8 ADXL345_read_byte(u16 add)
{ADXL345_CS_LOW() ;while(SPI_I2S_GetFlagStatus(ADXL345_SPIX, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);SPI_I2S_SendData(ADXL345_SPIX, (add | 0x0080) << 8 );while(SPI_I2S_GetFlagStatus(ADXL345_SPIX, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);ADXL345_CS_HIGH();return SPI_I2S_ReceiveData(ADXL345_SPIX) & 0x00ff;
}
//写单字节
void ADXL345_write_byte(u16 add, u16 val)
{ADXL345_CS_LOW();while (SPI_I2S_GetFlagStatus(ADXL345_SPIX, SPI_I2S_FLAG_TXE) == RESET);SPI_I2S_SendData(ADXL345_SPIX, add << 8 | val);while (SPI_I2S_GetFlagStatus( ADXL345_SPIX, SPI_I2S_FLAG_RXNE) == RESET);SPI_I2S_ReceiveData(ADXL345_SPIX);ADXL345_CS_HIGH();
}

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