STM32—驱动GY85-IMU模块

GY85是一个惯性测量模块，内部集成了三轴加速度计、三轴陀螺仪、电子罗盘、气压传感器等芯片，用于测量和报告设备速度、方向、重力，模块可以将加速度计、陀螺仪、电子罗盘等传感器的数据进行综合，在上位机可以结合各种数据进行惯导算法融合。
这里介绍一下STM32驱动GY85的代码，模块与STM32的通信接口是IIC协议，我们采用软件IO口模拟IIC时序进行通信，读取到各个芯片的数据存放在全局变量，关于GY85的介绍以及一些基础知识可以参考这篇博客：点击跳转

芯片说明：

ADXL345：三轴加速度计，测量Roll、Pitch（航偏角Yaw无法测量）
L3G4200D：三轴陀螺仪，测量Roll、Pitch、Yaw（配合加速度计得出准确温度的三个角度）
HMC5883L：电子罗盘，测量与地磁北极的偏转角度
BMP085：气压传感器，测量大气压、温度

下面就是全部的驱动代码了：


/*******************************************************************************
*  函数功能：串口2发送数据  HMC5883L    + ADXL345 + BMP085+L3G4200D(串口2在mian初始化完成)
*  波特率：115200
*  时间：2020.7.12
*  修改注释：全
*******************************************************************************//*芯片说明*ADXL345：三轴加速度计，测量Roll、Pitch（航偏角Yaw无法测量）*L3G4200D：三轴陀螺仪，测量Roll、Pitch、Yaw（配合加速度计得出准确温度的三个角度）*HMC5883L：电子罗盘，测量与地磁北极的偏转角度*BMP085：气压传感器，测量大气压、温度
*/#include "IMU.h"GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
ErrorStatus HSEStartUpStatus;#define   FALSE 0
#define   TRUE  1#define   u8 unsigned char
#define   u32 unsigned int
#define   uchar unsigned char
#define   uint unsigned int
#define   OSS 0  // BMP085使用//L3G4200D内部寄存器
#define CTRL_REG1 0x20
#define CTRL_REG2 0x21
#define CTRL_REG3 0x22
#define CTRL_REG4 0x23
#define CTRL_REG5 0x24
#define OUT_X_L 0x28
#define OUT_X_H 0x29
#define OUT_Y_L 0x2A
#define OUT_Y_H 0x2B
#define OUT_Z_L 0x2C
#define OUT_Z_H 0x2D//定义器件在IIC总线中的从地址,根据ALT  ADDRESS地址引脚不同修改
#define HMC5883L_Addr   0x3C    //磁场传感器器件地址
#define ADXL345_Addr    0xA6    //加速度传感器器件地址
#define BMP085_Addr     0xee    //气压传感器器件地址
#define L3G4200_Addr    0xD2    //陀螺仪传感器器件地址unsigned char BUF[8];                   //接收数据缓存区，作用是暂时缓存寄存器的值，之后做算法分析
char  test=0;
int   x,y;
uchar ge,shi,bai,qian,wan,shiwan;           //uart,显示变量short T_X,T_Y,T_Z;                     //陀螺仪输出数据
float angle;                           //电子罗盘输出角度，与地磁北极的偏转角度/* 加速度计ADXL345 数据 */
int A_X,A_Y,A_Z;                       //加速度计读取的寄存器数据
short data_xyz[3];                     //加速度计合成数据
float Q,T,K;                           //加速度计x、y、z原始数据
float Roll,Pitch;                      //Roll,Pitch角度/* BMP085使用的变量 */
short ac1;
short ac2;
short ac3;
unsigned short ac4;
unsigned short ac5;
unsigned short ac6;
short b1;
short b2;
short mb;
short mc;
short md;long  temperature;   //温度
long  pressure;      //气压//************************************++++++++++++++++++++++++++++++++
/*模拟IIC端口输出输入定义*SDA:PB9*SCL:PB8
*/
#define SCL_H         GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_8
#define SCL_L         GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_8#define SDA_H         GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_9
#define SDA_L         GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_9#define SCL_read      GPIOB->IDR  & GPIO_Pin_8
#define SDA_read      GPIOB->IDR  & GPIO_Pin_9/* 转换数据 */
void conversion(long temp_data)
{     shiwan=temp_data/100000+0x30 ;temp_data=temp_data%100000;   //取余运算 wan=temp_data/10000+0x30 ;temp_data=temp_data%10000;   //取余运算qian=temp_data/1000+0x30 ;temp_data=temp_data%1000;    //取余运算bai=temp_data/100+0x30   ;temp_data=temp_data%100;     //取余运算shi=temp_data/10+0x30    ;temp_data=temp_data%10;      //取余运算ge=temp_data+0x30;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_GPIO_Config
* Description    : Configration Simulation IIC GPIO
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void I2C_GPIO_Config(void)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);}/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_delay
* Description    : Simulation IIC Timing series delay
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void I2C_delay(void)
{u8 i=30; //这里可以优化速度   ，经测试最低到5还能写入while(i) { i--; }
}void delay5ms(void)
{int i=5000;  while(i) { i--; }
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_Start
* Description    : Master Start Simulation IIC Communication
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : Wheather  Start
****************************************************************************** */
uint8_t I2C_Start(void)
{SDA_H;SCL_H;I2C_delay();if(!SDA_read)return FALSE; //SDA线为低电平则总线忙,退出SDA_L;I2C_delay();if(SDA_read) return FALSE;   //SDA线为高电平则总线出错,退出SDA_L;I2C_delay();return TRUE;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_Stop
* Description    : Master Stop Simulation IIC Communication
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void I2C_Stop(void)
{SCL_L;I2C_delay();SDA_L;I2C_delay();SCL_H;I2C_delay();SDA_H;I2C_delay();
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_Ack
* Description    : Master Send Acknowledge Single
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void I2C_Ack(void)
{   SCL_L;I2C_delay();SDA_L;I2C_delay();SCL_H;I2C_delay();SCL_L;I2C_delay();
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_NoAck
* Description    : Master Send No Acknowledge Single
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void I2C_NoAck(void)
{   SCL_L;I2C_delay();SDA_H;I2C_delay();SCL_H;I2C_delay();SCL_L;I2C_delay();
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_WaitAck
* Description    : Master Reserive Slave Acknowledge Single
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : Wheather  Reserive Slave Acknowledge Single
****************************************************************************** */
uint8_t I2C_WaitAck(void)    //返回为:=1有ACK,=0无ACK
{SCL_L;I2C_delay();SDA_H;           I2C_delay();SCL_H;I2C_delay();if(SDA_read){SCL_L;I2C_delay();return FALSE;}SCL_L;I2C_delay();return TRUE;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_SendByte
* Description    : Master Send a Byte to Slave
* Input          : Will Send Date
* Output         : None
* Return         : None
****************************************************************************** */
void I2C_SendByte(u8 SendByte) //数据从高位到低位//
{u8 i=8;while(i--){SCL_L;I2C_delay();if(SendByte&0x80)SDA_H;  else SDA_L;   SendByte<<=1;I2C_delay();SCL_H;I2C_delay();}SCL_L;
}
/*******************************************************************************
* Function Name  : I2C_RadeByte
* Description    : Master Reserive a Byte From Slave
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : Date From Slave
****************************************************************************** */
unsigned char I2C_RadeByte(void)  //数据从高位到低位//
{ u8 i=8;u8 ReceiveByte=0;SDA_H;              while(i--){ReceiveByte<<=1;      SCL_L;I2C_delay();SCL_H;I2C_delay();    if(SDA_read){ReceiveByte|=0x01;}}SCL_L;return ReceiveByte;
}
//ZRX
//单字节写入*******************************************uint8_t Single_Write(unsigned char SlaveAddress,unsigned char REG_Address,unsigned char REG_data)          //void
{if(!I2C_Start())return FALSE;I2C_SendByte(SlaveAddress);   //发送设备地址+写信号//I2C_SendByte(((REG_Address & 0x0700) >>7) | SlaveAddress & 0xFFFE);//设置高起始地址+器件地址 if(!I2C_WaitAck()){I2C_Stop(); return FALSE;}I2C_SendByte(REG_Address );   //设置低起始地址      I2C_WaitAck();    I2C_SendByte(REG_data);I2C_WaitAck();   I2C_Stop(); delay5ms();return TRUE;
}//单字节读取*****************************************
unsigned char Single_Read(unsigned char SlaveAddress,unsigned char REG_Address)
{   unsigned char REG_data;         if(!I2C_Start())return FALSE;I2C_SendByte(SlaveAddress); //I2C_SendByte(((REG_Address & 0x0700) >>7) | REG_Address & 0xFFFE);//设置高起始地址+器件地址 if(!I2C_WaitAck()){I2C_Stop();test=1; return FALSE;}I2C_SendByte((u8) REG_Address);   //设置低起始地址      I2C_WaitAck();I2C_Start();I2C_SendByte(SlaveAddress+1);I2C_WaitAck();REG_data= I2C_RadeByte();I2C_NoAck();I2C_Stop();//return TRUE;return REG_data;}                           /*
********************************************************************************
** 函数名称 ： Delay(vu32 nCount)
** 函数功能 ： 延时函数
** 输    入   ： 无
** 输    出   ： 无
** 返    回   ： 无
********************************************************************************
*/void Delay(u32 nCount)
{for(; nCount != 0; nCount--);
}/*
********************************************************************************
** 函数名称 ： void Delayms(vu32 m)
** 函数功能 ： 长延时函数   m=1,延时1ms
** 输    入   ： 无
** 输    出   ： 无
** 返    回   ： 无
********************************************************************************
*/void Delayms(u32 m)
{u32 i;for(; m != 0; m--)  for (i=0; i<50000; i++);
}//************************************************
void  USART2_SendData(unsigned char SendData)
{USART_SendData(USART2, SendData);
Delayms(1);
}//********************************************************************
long bmp085ReadTemp(void)
{   short  temp_ut;Single_Write(BMP085_Addr,0xF4,0x2E);Delayms(5);  // max time is 4.5mstemp_ut = Single_Read(BMP085_Addr,0xF6);temp_ut = (temp_ut<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xF7);      return (long) temp_ut ;
}
//*************************************************************long bmp085ReadPressure(void)
{long pressure = 0;Single_Write(BMP085_Addr,0xF4,0x34);Delayms(5); // max time is 4.5mspressure = Single_Read(BMP085_Addr,0xF6);pressure = (pressure<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xF7);       pressure &= 0x0000FFFF;    return pressure;
}//******************
void Send_ADXL345_data(int dis_data){ float temp ;if(dis_data>0x7fff)dis_data-=0xffff;if(dis_data<0){dis_data=-dis_data;USART_SendData(USART1,'-');Delayms(2);}else{ USART_SendData(USART1,'+');Delayms(2);}temp=(float)dis_data*3.9;  //计算数据和显示,查考ADXL345快速入门第4页conversion(temp);          //转换出显示需要的数据   USART2_SendData(qian);USART2_SendData('.');USART2_SendData(bai); USART2_SendData(shi); USART2_SendData(ge); USART2_SendData('g');
}
//***************************************//******************
void Send_L3G420D_data(short dis_data){ float temp ;if(dis_data<0){dis_data=-dis_data;USART_SendData(USART1,'-');Delayms(2);}else{ USART_SendData(USART1,'+');Delayms(2);}temp=(float)dis_data*0.07;  //计算数据和显示,查考ADXL345快速入门第4页conversion(temp);           //转换出显示需要的数据   USART2_SendData(bai); USART2_SendData(shi); USART2_SendData(ge); }
//***************************************void Send_HMC5883L(void)
{USART2_SendData('H');
USART2_SendData('M');
USART2_SendData('C');
USART2_SendData('5');
USART2_SendData('8');
USART2_SendData('8');
USART2_SendData('3');
USART2_SendData('L');
USART2_SendData(':');
conversion(angle);
USART2_SendData(bai);
USART2_SendData(shi);
USART2_SendData(ge);
USART2_SendData('`');
USART2_SendData(0x0d);
USART2_SendData(0x0a);
}
//*************************************************
void  Send_BMP085(void)
{USART2_SendData('B');
USART2_SendData('M');
USART2_SendData('P');
USART2_SendData('0');
USART2_SendData('8');
USART2_SendData('5');
USART2_SendData(':');USART2_SendData('t');
USART2_SendData('=');
conversion(temperature);
USART2_SendData(bai);
USART2_SendData(shi);
USART2_SendData('.');
USART2_SendData(ge);
USART2_SendData('`');
USART2_SendData('C'); USART2_SendData(' ');
USART2_SendData('p');
USART2_SendData('=');
conversion(pressure);USART2_SendData(shiwan);
USART2_SendData(wan);
USART2_SendData(qian);
USART2_SendData('.');
USART2_SendData(bai);
USART2_SendData(shi);
USART2_SendData(ge);
USART2_SendData('K');
USART2_SendData('p');
USART2_SendData('a');
USART2_SendData(0x0d);
USART2_SendData(0x0a);}
//*****************************************************void  Send_ADXL345(void)
{USART2_SendData('A');
USART2_SendData('D');
USART2_SendData('X');
USART2_SendData('L');
USART2_SendData('3');
USART2_SendData('4');
USART2_SendData('5');
USART2_SendData(':');USART2_SendData('X');USART2_SendData('=');Send_ADXL345_data(A_X);USART2_SendData('Y');USART2_SendData('=');Send_ADXL345_data(A_Y);USART2_SendData('Z');USART2_SendData('=');Send_ADXL345_data(A_Z);adxl345_angle();USART2_SendData(0x0d);
USART2_SendData(0x0a);
}//*****************************************************
void Send_L3G4200D(void){USART2_SendData('L');USART2_SendData('3');USART2_SendData('G');USART2_SendData('4');USART2_SendData('2');USART2_SendData('0');USART2_SendData('0');USART2_SendData('D');USART2_SendData(':');USART2_SendData('X');USART2_SendData('=');Send_L3G420D_data(T_X);USART2_SendData('Y');USART2_SendData('=');Send_L3G420D_data(T_Y);USART2_SendData('Z');USART2_SendData('=');Send_L3G420D_data(T_Z);USART2_SendData(0x0d);USART2_SendData(0x0a);}
//******************************************************
void read_HMC5883L(void)
{Single_Write(HMC5883L_Addr,0x00,0x14);   //Single_Write(HMC5883L_Addr,0x02,0x00);   //Delayms(10);BUF[1]=Single_Read(HMC5883L_Addr,0x03);//OUT_X_L_ABUF[2]=Single_Read(HMC5883L_Addr,0x04);//OUT_X_H_ABUF[3]=Single_Read(HMC5883L_Addr,0x07);//OUT_Y_L_ABUF[4]=Single_Read(HMC5883L_Addr,0x08);//OUT_Y_H_Ax=(BUF[1] << 8) | BUF[2]; //Combine MSB and LSB of X Data output registery=(BUF[3] << 8) | BUF[4]; //Combine MSB and LSB of Z Data output registerif(x>0x7fff)x-=0xffff;     if(y>0x7fff)y-=0xffff;      angle= atan2(y,x) * (180 / 3.14159265) + 180; // angle in degrees
}
//****************************************
void read_ADXL345(void)
{BUF[0]=Single_Read(ADXL345_Addr,0x32);//OUT_X_L_ABUF[1]=Single_Read(ADXL345_Addr,0x33);//OUT_X_H_ABUF[2]=Single_Read(ADXL345_Addr,0x34);//OUT_Y_L_ABUF[3]=Single_Read(ADXL345_Addr,0x35);//OUT_Y_H_ABUF[4]=Single_Read(ADXL345_Addr,0x36);//OUT_Z_L_ABUF[5]=Single_Read(ADXL345_Addr,0x37);//OUT_Z_H_AA_X=(BUF[1]<<8)+BUF[0];  //合成数据  A_Y=(BUF[3]<<8)+BUF[2];  //合成数据A_Z=(BUF[5]<<8)+BUF[4];  //合成数据
}
//*****************************************
void read_BMP085(void)
{long ut;long up;long x1, x2, b5, b6, x3, b3, p;unsigned long b4, b7;ut = bmp085ReadTemp();       // 读取温度
//  ut = bmp085ReadTemp();    // 读取温度up = bmp085ReadPressure();  // 读取压强
//  up = bmp085ReadPressure();  // 读取压强x1 = ((long)ut - ac6) * ac5 >> 15;x2 = ((long) mc << 11) / (x1 + md);b5 = x1 + x2;temperature = (b5 + 8) >> 4;//****************b6 = b5 - 4000;x1 = (b2 * (b6 * b6 >> 12)) >> 11;x2 = ac2 * b6 >> 11;x3 = x1 + x2;b3 = (((long)ac1 * 4 + x3) + 2)/4;x1 = ac3 * b6 >> 13;x2 = (b1 * (b6 * b6 >> 12)) >> 16;x3 = ((x1 + x2) + 2) >> 2;b4 = (ac4 * (unsigned long) (x3 + 32768)) >> 15;b7 = ((unsigned long) up - b3) * (50000 >> OSS);if( b7 < 0x80000000)p = (b7 * 2) / b4 ;else  p = (b7 / b4) * 2;x1 = (p >> 8) * (p >> 8);x1 = (x1 * 3038) >> 16;x2 = (-7357 * p) >> 16;pressure = p + ((x1 + x2 + 3791) >> 4);
}
//***************************
void  Init_ADXL345(void)
{Single_Write(ADXL345_Addr,0x31,0x0B);   //测量范围,正负16g，13位模式// Single_Write(ADXL345_Addr,0x2C,0x0e);   //速率设定为100hz 参考pdf13页Single_Write(ADXL345_Addr,0x2D,0x08);   //选择电源模式   参考pdf24页Single_Write(ADXL345_Addr,0x2E,0x80);   //使能 DATA_READY 中断// Single_Write(ADXL345_Addr,0x1E,0x00);   //X 偏移量 根据测试传感器的状态写入pdf29页// Single_Write(ADXL345_Addr,0x1F,0x00);   //Y 偏移量 根据测试传感器的状态写入pdf29页// Single_Write(ADXL345_Addr,0x20,0x05);   //Z 偏移量 根据测试传感器的状态写入pdf29页
}
//****************************void  Init_BMP085(void)
{ac1 = Single_Read(BMP085_Addr,0xAA);ac1 = (ac1<<8)|Single_Read(BMP085_Addr,0xAB);ac2 = Single_Read(BMP085_Addr,0xAC);ac2 = (ac2<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xAD);ac3 = Single_Read(BMP085_Addr,0xAE);ac3 = (ac3<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xAF);ac4 = Single_Read(BMP085_Addr,0xB0);ac4 = (ac4<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xB1);ac5 = Single_Read(BMP085_Addr,0xB2);ac5 = (ac5<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xB3);ac6 = Single_Read(BMP085_Addr,0xB4);ac6 = (ac6<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xB5);b1 = Single_Read(BMP085_Addr,0xB6);b1 = (b1<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xB7);b2 = Single_Read(BMP085_Addr,0xB8);b2 = (b2<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xB9);mb = Single_Read(BMP085_Addr,0xBA);mb = (mb<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xBB);mc = Single_Read(BMP085_Addr,0xBC);mc = (mc<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xBD);md = Single_Read(BMP085_Addr,0xBE);md = (md<<8)| Single_Read(BMP085_Addr,0xBF);}
//****************************void  Init_HMC5883L(void)
{Single_Write(HMC5883L_Addr,0x00,0x14);   //Single_Write(HMC5883L_Addr,0x02,0x00);   //
}
//*****************************************//************初始化L3G4200D*********************************
void Init_L3G4200D(void)
{Single_Write(L3G4200_Addr,CTRL_REG1, 0x0f);Single_Write(L3G4200_Addr,CTRL_REG2, 0x00);Single_Write(L3G4200_Addr,CTRL_REG3, 0x08);Single_Write(L3G4200_Addr,CTRL_REG4, 0x30);   //+-2000dpsSingle_Write(L3G4200_Addr,CTRL_REG5, 0x00);
}
//******读取L3G4200D数据****************************************
void read_L3G4200D(void)
{BUF[0]=Single_Read(L3G4200_Addr,OUT_X_L);BUF[1]=Single_Read(L3G4200_Addr,OUT_X_H);T_X=  (BUF[1]<<8)|BUF[0];BUF[2]=Single_Read(L3G4200_Addr,OUT_Y_L);BUF[3]=Single_Read(L3G4200_Addr,OUT_Y_H);T_Y=  (BUF[3]<<8)|BUF[2];BUF[4]=Single_Read(L3G4200_Addr,OUT_Z_L);BUF[5]=Single_Read(L3G4200_Addr,OUT_Z_H);T_Z=  (BUF[5]<<8)|BUF[4];}//******************ADXL345计算倾斜角度************
void adxl345_angle(void){data_xyz[0]=A_X;  //合成数据
data_xyz[1]=A_Y;  //合成数据
data_xyz[2]=A_Z;  //合成数据   //分别是加速度X,Y,Z的原始数据，10位的
Q=(float)data_xyz[0]*3.9;
T=(float)data_xyz[1]*3.9;
K=(float)data_xyz[2]*3.9;
Q=-Q;Roll=(float)(((atan2(K,Q)*180)/3.14159265)+180);    //X轴角度值Pitch=(float)(((atan2(K,T)*180)/3.14159265)+180);  //Y轴角度值//conversion(Pitch);                                //需要显示时候请更换conversion(Roll);USART2_SendData(' '); USART2_SendData(' '); USART2_SendData(bai); USART2_SendData(shi); USART2_SendData(ge);
}int main(void)
{DEBUG_USART_Config();Init_HMC5883L();Init_ADXL345();Init_BMP085();Init_L3G4200D();while(1){read_HMC5883L();Send_HMC5883L();read_ADXL345();Send_ADXL345();read_L3G4200D();Send_L3G4200D();read_BMP085();           Send_BMP085();Delayms(20);}
}
///*************结束***************/

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