ESP32 开发笔记(三）源码示例 10_IIC_ADXL345 使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器
开发板购买连接windows
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开发板简介
开发环境搭建 windows
源码示例：
0_Hello Bug （ESP_LOGX与printf） 工程模板/打印调试输出
1_LED LED亮灭控制
2_LED_Task 使用任务方式控制LED
3_LEDC_PWM 使用LEDC来控制LED实现呼吸灯效果
4_ADC_LightR 使用ADC读取光敏电阻实现光照传感
5_KEY_Short_Long 按钮长按短按实现
6_TouchPad_Interrupt 电容触摸中断实现
7_WS2812_RMT RGB_LED彩虹变色示例
8_DHT11_RMT 使用RMT实现读取DHT11温湿度传感器
9_SPI_SDCard 使用SPI总线实现TF卡文件系统示例
10_IIC_ADXL345 使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器
11_IIC_AT24C02 使用IIC总线实现小容量数据储存测试
12_IR_Rev_RMT 使用RMT实现红外遥控接收扫码（NEC）
13_IR_Send_RMT 使用RMT实现红外数据发送（NEC）
14_WIFI_Scan 附近WIFI信号扫描示例
15_WIFI_AP 建立软AP示例
16_WIFI_AP_TCP_Server 在软AP模式下实现TCP服务端
17_WIFI_AP_TCP_Client 在软AP模式下实现TCP客户端
18_WIFI_AP_UDP 在软AP模式下实现UDP通信
19_WIFI_STA 建立STA站模
20_WIFI_STA_TCP_Server 在站模式STA下实现TCP服务端
21_WIFI_STA_TCP_Client 在站模式STA下实现TCP客户端
22_WIFI_STA_UDP 在站模式STA下实现UDP通信
23_LVGL_Test LVGL图形库简单示例函数
IIC 简介
IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于链接
微控制器及其外围设备。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。
在 CPU 与被控 IC 之间、 IC 与 IC 之间进行双向传送， 高速 IIC 总线通常可达 400kbps 以上。
I2C 总线在传送数据过程当中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答
信号。
开始信号： SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号： SCL 为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，
表示已收到数据。 CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号， CPU 接
收到应答信号后，根据实际状况做出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为
受控单元出现故障。
这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，均可以不要。 IIC 总线时序图如
图所示：
测试
ADXL345 简介ui
ADXL345 是 ADI 公司的一款 3 轴、数字输出的加速度传感器。 ADXL345 是 ADI 公司推
出的基于 iMEMS 技术的 3 轴、数字输出加速度传感器。该加速度传感器的特色有：
分辨率高。最高 13 位分辨率。
量程可变。具备+/-2g， +/-4g， +/-8g， +/-16g 可变的测量范围。
灵敏度高。最高达 3.9mg/LSB，能测量不到 1.0°的倾斜角度变化。
功耗低。 40~145uA 的超低功耗，待机模式只有 0.1uA。
尺寸小。整个 IC 尺寸只有 3mm*5mm*1mm， LGA 封装。
ADXL 支持标准的 I2C 或 SPI 数字接口，自带 32 级 FIFO 存储，而且内部有多种运动状态
检测和灵活的中断方式等特性。 ADXL345 传感器的检测轴如图所示.net
当 ADXL345 沿检测轴正向加速时，它对正加速度进行检测。在检测重力时用户须要注意，
当检测轴的方向与重力的方向相反时检测到的是正加速度。图所示为输出对重力的响应设计
上图列出了 ADXL345 在不一样摆放方式时的输出，以便后续分析。接下来咱们看看
ADXL345 的引脚图，如图3d
ADXL345 支持 SPI 和 IIC 两种通讯方式，为了节省 IO 口，开发板采用的是 IIC方式链接，官方推荐的 IIC 链接电路如图所示：调试
从上图可看出， ADXL345 的链接十分简单，外围须要的器件也极少（就 2 个电容），如上
链接（SDO/ALT ADDRESS 接地），则 ADXL345 的地址为 0X53（不含最低位），若是 SDO/ALT
ADDRESS 接高，那么 ADXL345 的地址将变为 0X1D（不含最低位）。
code
1、硬件设计/原理
查看开发板原理图，IIC的SDA接到了ESP32模块的GPIO22，IIC的SCL接到了ESP32模块的GPIO21引脚，INT引脚由于GPIO数量紧张全部未接主控。
2、程序设计
先引用必要头文件
// ADXL345 Example #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/task.h" #include "esp_system.h" #include "esp_log.h" #include "nvs_flash.h" #include "driver/gpio.h" #include "adxl345.h"
定义数据线GPIO
// IIC信号线定义 #define SCL_PIN GPIO_NUM_21 #define SDA_PIN GPIO_NUM_22
主函数开启一个任务不停读取传感器数据
void app_main() {
ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());
xTaskCreate(&ADXL345_Task, //pvTaskCode
"ADXL345_Task",//pcName
4096,//usStackDepth
NULL,//pvParameters
4,//uxPriority
NULL//pxCreatedTask
);
}
任务函数中负责芯片初始化和死循环读取ADXL345姿态数据
static void ADXL345_Task(void *pvParameters) {
uint8_t ret = 0;
ret = Init_ADXL355(SDA_PIN,SCL_PIN);
ESP_LOGI(TAG,"Init_ADXL355: %d",ret);
ESP_LOGI(TAG,"Devices ID = 0x%02X ",GetAnalogDevicesID()); // Always 0xE5
while (1) {
Get_ADXL345_Average();
vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
}
}
ADXL345初始化函数中，初始化IIC总线，检查芯片ID，设置必要的寄存器
uint8_t Init_ADXL355(uint8_t sdaPin, uint8_t sclPin)
{
i2c_config_t conf; //I2C 配置结构体
conf.mode = I2C_MODE_MASTER; //I2C 模式
conf.sda_io_num = sdaPin; //SDA IO映射
conf.sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; //SDA IO模式
conf.scl_io_num = sclPin; //SCL IO映射
conf.scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; //SCL IO模式
conf.master.clk_speed = 200000; //I2C CLK频率
i2c_param_config(I2C_NUM_1, &conf); //设置I2C1
//注册I2C1服务即便能
i2c_driver_install(I2C_NUM_1, conf.mode,I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE,I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE,0);
if(GetAnalogDevicesID()==0XE5){ //读取器件ID
ADXL345_WR_Reg(INT_ENABLE,0x00); // 先关闭中断
ADXL345_WR_Reg(DATA_FORMAT,0X0B); // 禁用自测力 4线spi模式 高电平中断有效,13位全分辨率,输出数据右对齐,16g量程 1B
ADXL345_WR_Reg(BW_RATE,0x1A); // 低功耗模式，最低速度 数据输出速度为100Hz 12.5
ADXL345_WR_Reg(POWER_CTL,0x08); // 自动休眠模式 休眠时以8HZ频率采样 INT_ENABLE 38 08
ADXL345_WR_Reg(INT_MAP,0xA0); // THRESH_TAP/ACTIVITY映射到INT1引脚
ADXL345_WR_Reg(THRESH_ACT,125); // 检测活动(ACTIVITY)的阈值，62.5mg/LSB ，其中0x10表明16, 16*62.5=1000mg, 也就是1g， 0x04表示4*62.5 = 250mg
ADXL345_WR_Reg(THRESH_INACT,0x40); // 设置静止检测阈值inactivity 62.5mg/LSB
ADXL345_WR_Reg(TIME_INACT,0x01); // 当小于inactivity值时间超过0X02 2s后进入睡眠模式
ADXL345_WR_Reg(ACT_INACT_CTL,0x77); // 直流触发配置，XYZ使能触发配置，全部轴都参与 CC
ADXL345_WR_Reg(THRESH_FF,0x08); // 自由跌落阈值，0x05-0x09 300mg-600mg 全部轴都参与判断加速度 62.5mg/LSB
ADXL345_WR_Reg(TIME_FF,0x14); // 自由跌落时间 0x14-0x46 100ms-350ms 5ms/LBS
ADXL345_WR_Reg(INT_ENABLE,0x14); // 中断使能 使能Activity中断,使能Free_Fall中断 14
return 0;
}
return 1;
}
使用IIC读取/写入寄存器
//写ADXL345寄存器
//addr:寄存器地址
//val:要写入的值
//返回值:无
void ADXL345_WR_Reg(uint8_t addr,uint8_t val)
{
esp_err_t ret = 0;
uint8_t data = 0;
i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
i2c_master_start(cmd);
i2c_master_write_byte(cmd, SensorAdd << 1 | I2C_MASTER_WRITE, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_write_byte(cmd, addr, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_write_byte(cmd, val, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_stop(cmd);
ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
i2c_cmd_link_delete(cmd);
return data;
}
//读ADXL345寄存器
//addr:寄存器地址
//返回值:读到的值
uint8_t ADXL345_RD_Reg(uint8_t addr)
{
esp_err_t ret = 0;
uint8_t data = 0;
i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
i2c_master_start(cmd);
i2c_master_write_byte(cmd, SensorAdd << 1 | I2C_MASTER_WRITE, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_write_byte(cmd, addr, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_start(cmd);
i2c_master_write_byte(cmd, SensorAdd << 1 | I2C_MASTER_READ, ACK_CHECK_EN);
i2c_master_read_byte(cmd, &data, NACK_VAL);
i2c_master_stop(cmd);
ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
i2c_cmd_link_delete(cmd);
return data;
}
读取角度信息
// ADXL345 角度采集
uint16_t Get_ADXL345_Average(void)
{
short x,y,z;
short angx,angy,angz;
uint8_t xbuf[15], ybuf[15], zbuf[15];
//获得X,Y,Z轴的加速度值(原始值)
ADXL345_Read_Average(&x, &y,&z,10); //读取X,Y,Z三个方向的加速度值
//printf("ADXL345-> X:%d Y:%d Z:%d \r\n",x,y,z); //显示加速度原始值
//获得角度值,并显示
angx=ADXL345_Get_Angle(x,y,z,1);
angy=ADXL345_Get_Angle(x,y,z,2);
angz=ADXL345_Get_Angle(x,y,z,0);
memset(xbuf,0,15);
memset(ybuf,0,15);
memset(zbuf,0,15);
if(angx<0){
angx = -angx;
sprintf((char *)xbuf,"-%d.%d",(uint16_t)angx/10,(uint16_t)angx%10);
}else{
sprintf((char *)xbuf,"%d.%d",(uint16_t)angx/10,(uint16_t)angx%10);
}
if(angy<0){
angy = -angy;
sprintf((char *)ybuf,"-%d.%d",(uint16_t)angy/10,(uint16_t)angy%10);
}else{
sprintf((char *)ybuf,"%d.%d",(uint16_t)angy/10,(uint16_t)angy%10);
}
if(angz<0){
angz = -angz;
sprintf((char *)zbuf,"-%d.%d",(uint16_t)angz/10,(uint16_t)angz%10);
}else{
sprintf((char *)zbuf,"%d.%d",(uint16_t)angz/10,(uint16_t)angz%10);
}
printf("ADXL345->ANG X:%s Y:%s Z:%s \r\n",xbuf,ybuf,zbuf); //显示加速度原始值
return (uint16_t)angz/10;
}
3、下载测试
打开ESP-IDF Command Prompt
cd命令进入此工程目录
cd F:\ESP32_DevBoard_File\10_IIC_ADXL345
查看电脑设备管理器中开发板的串口号
执行idf.py -p COM9 flash monitor从串口9下载并运行打开口显示设备调试信息 Ctrl+c退出运行
把开发板转换不一样角度，查看串口信息开发板角度姿态数据