三轴加速度传感器实验

本章，我们介绍一种当今智能手机普遍具有的传感器：加速度传感器。在手机上，这个功能可以用来：自动切换横竖屏、玩游戏和切歌等。ALIENTEK战舰STM32开发板自带了加速度传感器：ADXL345。本章我们将使用STM32来驱动ADXL345，读取3个方向的重力加速度值，并转换为角度，显示在TFTLCD模块上。 【三轴加速度传感器实验】涉及的核心知识点是加速度传感器，特别是ADI公司的ADXL345传感器，以及如何使用STM32微控制器与其配合工作。ADXL345是一款广泛应用在智能手机中的3轴数字输出加速度传感器，具备高分辨率、可变量程、高灵敏度、低功耗和小巧尺寸等特点。 1. **ADXL345传感器**： - **特点**：13位分辨率，提供+/-2g至+/-16g的可变测量范围，3.9mg/LSB的高灵敏度，以及40~145uA的低功耗。在待机模式下，功耗仅为0.1uA。 - **功能**：可用于自动屏幕旋转、游戏控制和音乐播放等应用。 - **接口**：支持I2C和SPI接口，内置FIFO存储和多运动状态检测功能，具有灵活的中断机制。 2. **硬件设计**： - **STM32与ADXL345的连接**：使用STM32的3个普通IO口连接ADXL345，通过I2C总线（PB10和PB11）通信。中断输出连接到STM32的PF11脚，地址线接3.3V，使得ADXL345的I2C地址为0X3A（写入）和0X3B（读取）。 3. **软件设计**： - **初始化步骤**：上电后等待1.1ms，然后进行初始化序列，包括配置DATA_FORMAT寄存器为16g、13位模式，POWER_CTL寄存器为测量模式，INT_ENABLE寄存器使能DATA_READY中断。 - **功能实现**：STM32不断查询ADXL345，获取x、y、z轴的加速度值，转换成对应自然坐标系的角度，并在TFTLCD模块上显示。使用DS0和DS1指示程序运行和校准状态，WK_UP按键触发ADXL345的自动校准。 4. **实验流程**： - **数据读取**：读取ADXL345的3个轴的加速度数据，这些数据反映了设备相对于地球重力场的相对位置。 - **角度计算**：根据加速度数据，利用勾股定理和反正切函数计算设备相对于水平面的倾斜角。 - **数据显示**：将计算出的角度在TFTLCD屏幕上实时更新，以直观呈现设备的姿态变化。 5. **实际应用**： - **自动横竖屏切换**：通过检测设备的重力加速度方向，自动调整屏幕显示方向。 - **游戏控制**：利用加速度传感器的动态数据，实现类似摇杆或重力感应的游戏操作。 - **运动检测**：例如计步器、跑步机等健康监测设备，通过加速度传感器监测人体运动。 6. **开发环境**： - **文件结构**：创建新的ADXL345文件夹，用于存放相关驱动和应用程序代码。 - **编程语言**：通常使用C语言进行微控制器编程，实现与ADXL345的通信和数据处理。 通过以上知识的学习和实验，开发者能够理解和掌握如何利用STM32控制ADXL345进行数据采集和处理，从而在实际项目中实现各种基于加速度传感的功能。