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为什么从STM32F407G-Disc1单片机上的lis3dsh加速度计读取数据时只得到0xff?

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  • gjvatsalya  · 技术社区  · 7 年前

    所以我正在学习嵌入式开发,最近我学习了SPI的基础知识。作为一个项目,我想与我的STM32F407G-DISC1板上的lis3dsh加速度计通信,只使用CMSIS头。

    我把整个代码粘贴到下面,但我会先解释它,因为没人想读所有的代码。

    作为参考,这些是通过SPI进行通信所需的管脚(根据MCU的数据表):

    • PA5-SPI1_SCK
    • PA7-Spi1 ou Mosi公司
    • PA6-SPI1-米索
    • PE3-碳钢I2c/SPI

    以下是我在代码中采取的步骤:

    1. 使用AHB1ENR寄存器为GPIOA和GPIOE启用时钟。
    2. 对于GPIOA,我将三个管脚设置为备用功能,输出为推拉,速度低,无上拉/下拉,并将备用功能配置为SPI。
    3. 对于gpioe,将其设置为gpio模式、推拉、低速、上拉,然后将其设置为高(如写入BSSR寄存器中所示)。
    4. 使用APB2ENR寄存器为SPI启用时钟。
    5. 配置SPI1:首先禁用它,启用2线单向模式,将波特率设置为fpcl/16,因为APB2外围时钟为84MHz,加速度计的最大时钟为10MHz。然后将时钟相位和极性设置为1。8位数据帧,最高位优先,启用软件从管理,也启用主配置。最后,启用SPI1。
    6. 在所有这些之后,我将0x63发送到加速度计的0x20寄存器。这将输出速率设置为100Hz,并启用X轴和Y轴。我不知道这是否真的有效。我假设这是因为检查SPI状态寄存器时,TX缓冲区是空的。
    7. 然后,为了测试我是否可以接收,我尝试从加速度计的“谁是谁”寄存器中获取数据。但我只在调试垃圾数据时看到它(0xFF)。

    我在谷歌上搜索了一下为什么会出现这种情况,很多人认为时钟的极性和相位可能不正确。但是,我已经检查了多次,我很确定我已经正确地配置了它。

    我试过设置中断。在中断期间,即使RXNE(RX缓冲区不是空的)为真,它仍然只读取0xFF。我不明白为什么会发生这种事。

    代码如下。起点是 accelerometer_init() .从我注册的人处读取数据 turn_on_accelerometer() .

    #include <stdint.h>
    #include <stdbool.h>
    #include "stm32f4xx.h"
    #include "accelerometer.h"
    
    static void gpio_clock_enable(void);
    static void gpio_a_init(void);
    static void gpio_e_init(void);
    static void accelerometer_clock_enable(void);
    static void configure_accelerometer(void);
    static void pull_slave_high(void);
    static void pull_slave_low(void);
    static void turn_on_accelerometer(void);
    static void wait_till_transmit_complete(void);
    static void transmit_only(uint8_t address, uint8_t data);
    static void receive_dummy_data(void);
    
    void accelerometer_init(void) {
        gpio_clock_enable();
        gpio_a_init();
        gpio_e_init();
    
        accelerometer_clock_enable();
        configure_accelerometer();
        turn_on_accelerometer();
    }
    
    void gpio_clock_enable(void) {
        RCC_TypeDef *rcc = RCC;
        rcc->AHB1ENR |= (1 << 0) | (1 << 4);
    }
    
    void gpio_a_init(void) {
        GPIO_TypeDef *gpio_a = GPIOA;
    
        // Reset mode and set as alternate function
        gpio_a->MODER &= ~(0x3 << 10) & ~(0x3 << 12) & ~(0x3 << 14);
        gpio_a->MODER |= (0x2 << 10) | (0x2 << 12) | (0x2 << 14);
    
        // Set output to PP
        gpio_a->OTYPER &= ~(1 << 5) & ~(1 << 6) & ~(1 << 7);
    
        // Set speed to low
        gpio_a->OSPEEDR &= ~(0x3 << 10) & ~(0x3 << 12) & ~(0x3 << 14);
    
        // Set to no pull-up / pull-down
        gpio_a->PUPDR &= ~(0x3 << 10) & ~(0x3 << 12) & ~(0x3 << 14);
    
        // Reset alternate function and set to SPI
        gpio_a->AFR[0] &= ~(0xF << 20) & ~(0xF << 24) & ~(0xF << 28);
        gpio_a->AFR[0] |= (0x5 << 20) | (0x5 << 24) | (0x5 << 28);
    }
    
    void gpio_e_init(void) {
        GPIO_TypeDef *gpio_e = GPIOE;
    
        // Set as general purpose output mode
        gpio_e->MODER &= ~(0x3 << 6);
        gpio_e->MODER |= (1 << 6);
    
        // Set as push pull
        gpio_e->OTYPER &= ~(1 << 3);
    
        // Set as low speed
        gpio_e->OSPEEDR &= ~(0x3 << 6);
    
        // Set to pull up
        gpio_e->PUPDR &= ~(0x3 << 6);
        gpio_e->PUPDR |= (1 << 6);
    
        // Set it high
        pull_slave_high();
    }
    
    void accelerometer_clock_enable(void) {
        RCC_TypeDef *rcc = RCC;
        rcc->APB2ENR |= (1 << 12);
    }
    
    void configure_accelerometer(void) {
        SPI_TypeDef *spi_1 = SPI1;
    
        // First disable it while we configure SPI
        spi_1->CR1 &= ~(1 << 6);
    
        // 2-line unidirectional data mode enabled
        spi_1->CR1 &= ~(1 << 15);
    
        // Reset baud rate and set to fPCLK/16
        // because APB2 peripheral clock currently is 84 MHz
        // and the max clock of the accelerometer is 10 MHz.
        spi_1->CR1 &= ~(0x7 << 3);
        spi_1->CR1 |= (0x3 << 3);
    
        // Set clock phase to 1
        spi_1->CR1 |= (1 << 0);
    
        // Set clock polarity to 1
        spi_1->CR1 |= (1 << 1);
    
        // 8 bit data frame format
        spi_1->CR1 &= ~(1 << 11);
    
        // MSB first
        spi_1->CR1 &= ~(1 << 7);
    
        // Software slave management enabled
        spi_1->CR1 |= (1 << 9);
        spi_1->CR1 |= (1 << 8);
    
        // Master configuration enabled
        spi_1->CR1 |= (1 << 2);
    
        // SS output enabled
    //    spi_1->CR2 |= (1 << 2);
    
        // Enable SPI
        spi_1->CR1 |= (1 << 6);
    
        // Wait a little bit for accelerometer to turn on
        for (int i=0; i<1000000; i++);
    }
    
    void pull_slave_high(void) {
        // Wait until SPI is no longer busy
        SPI_TypeDef *spi_1 = SPI1;
        while ((spi_1->SR >> 7) & 1);
    
        GPIO_TypeDef *gpio_e = GPIOE;
        gpio_e->BSRR |= (1 << 19);
    }
    
    void pull_slave_low(void) {
        // Wait until SPI is no longer busy
        SPI_TypeDef *spi_1 = SPI1;
        while ((spi_1->SR >> 7) & 1);
    
        GPIO_TypeDef *gpio_e = GPIOE;
        gpio_e->BSRR |= (1 << 3);
    }
    
    void turn_on_accelerometer(void) {
        // Set output data rate to 100Hz
        // and enable X-axis, Y-axis.
        transmit_only(0x20, 0x63);
        receive_dummy_data();
    
        // Temp test checking the WHO_AM_I register on the accelerometer.
        SPI_TypeDef *spi_1 = SPI1;
        pull_slave_low();
        wait_till_transmit_complete();
        uint8_t address = 0x0F | 0x80;
        spi_1->DR = address;
        wait_till_transmit_complete();
    
        while (true) {
            volatile bool is_busy = (spi_1->SR >> 7) & 1;
            volatile bool is_rx_buffer_not_empty = (spi_1->SR >> 0) & 1;
    
            if (!is_busy && is_rx_buffer_not_empty) {
                break;
            }
        }
        volatile uint32_t data = spi_1->DR;
        pull_slave_high();
    }
    
    /*
     * Transmit is synchronous.
     */
    void transmit_only(uint8_t address, uint8_t data) {
        SPI_TypeDef *spi_1 = SPI1;
    
        // Select the accelerometer as the slave
        pull_slave_low();
    
        // Wait till transmit buffer is ready
        wait_till_transmit_complete();
    
        spi_1->DR = address;
    
        // Wait till transmit buffer is ready
        wait_till_transmit_complete();
    
        spi_1->DR = data;
    
        // Wait till transmit buffer has been read
        wait_till_transmit_complete();
    
        // Deselect the slave
        pull_slave_high();
    }
    
    void wait_till_transmit_complete(void) {
        SPI_TypeDef *spi_1 = SPI1;
    
        while (true) {
            volatile bool is_busy = (spi_1->SR >> 7) & 1;
            volatile bool is_transmit_buffer_empty = (spi_1->SR >> 1) & 1;
    
            if (!is_busy && is_transmit_buffer_empty) {
                break;
            }
        }
    }
    
    void receive_dummy_data(void) {
        SPI_TypeDef *spi_1 = SPI1;
        spi_1->DR;
        spi_1->SR;
    }
    
    1 回复  |  直到 7 年前
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  •   Alexey Esaulenko Hadi Rasekh    7 年前

    您不正确地使用SPI。

    这辆公共汽车是这样工作的:

    • master(mcu)在mosi中发送字节
    • 同一行(!)时间从(lis)以miso行发送字节。在这个时刻,slave不知道,到底是什么字节master传递给它。

    要传输一个字节,您应该:

    • 在数据寄存器中写入字节
    • 等待传输完成
    • 读取数据寄存器

    因此,为了读取谁是寄存器,我们获得下一个序列:

    • 初始化SPI
    • 刷新数据寄存器(仅读取SPI->dr)
    • 发送命令
    • 等待
    • 读取虚拟数据(您的0xFF)
    • 写入第二个字节(0x00或0xFF,无所谓)
    • 等待
    • 从LIS读取正确答案