LSM6DSO六軸傳感器使用指南

博主最近在調(diào)試 lsm6dso，一款集合加速度和陀螺儀的模塊，主要運(yùn)用在手持設(shè)備中。

1、前言

LSM6DSO 是 ST 公司的六軸傳感器，集成三軸加速度和三軸陀螺儀。

2、傳感器特性

1. 具有數(shù)字 I2C、SPI 和 MIPI I3C 串口標(biāo)準(zhǔn)輸出，組合工作在高性能模式下功耗只要 0.55 mA。
2. 滿量程加速度范圍：±2/±4/±8/±16 g，且角速率范圍為 ±125/±250/±500/±1000/±2000 dps。
3. 經(jīng)過配置，LSM6DSO 可利用硬件識(shí)別出的自由落體事件、6D 方向、單擊和雙擊感應(yīng)、活動(dòng)或不活動(dòng)、喚醒事件，來生成中斷信號(hào)。
4. SMD 封裝的超小尺寸和重量使其成為手持便攜式應(yīng)用的理想選擇，如智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）連接設(shè)備，穿戴，以及需要減小封裝尺寸和重量的其他應(yīng)用，尺寸：2.5 mm x 3 mm x 0.83 mm
5. 支持 1.71V to 3.6V 供電。

3、參考資料

ST 對(duì)于自己出的傳感器，都會(huì)提供驅(qū)動(dòng) demo，放在 github，如下：

https://github.com/STMicroelectronics

其中分為不同的平臺(tái)，有的是僅僅基于 C 語言的平臺(tái)無關(guān)的驅(qū)動(dòng)，有的是基于 STM32，有的是基于 Linux，有的是基于 Android，一開始學(xué)習(xí)的時(shí)候，建議大家下載平臺(tái)無關(guān)的驅(qū)動(dòng)：

若后續(xù)大家想移植到 Linux、Android ，也可以在這里可以找到工程：

https://github.com/STMicroelectronics/STMems_Standard_C_drivers
https://github.com/STMicroelectronics/st-mems-android-linux-drivers-input
https://github.com/STMicroelectronics/STMems_Linux_IIO_drivers
https://github.com/STMicroelectronics/STMems_Android_Sensor_HAL_IIO

lsm6dso-pid 參考代碼：

https://github.com/STMicroelectronics/STMems_Standard_C_drivers/tree/master/lsm6dso_STdC

arduino、micropython 參考代碼：

https://github.com/arduino-libraries/Arduino_LSM6DSOX
https://github.com/micropython-Chinese-Community/mpy-lib/tree/master/sensor/LSM6DSO

數(shù)據(jù)手冊(cè)下載，其中包含有中文應(yīng)用手冊(cè)：

https://www.st.com/zh/mems-and-sensors/lsm6dso.html

4、引腳說明

一共 14 個(gè) PIN 腳，每個(gè)引腳的詳細(xì)說明可以參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。 總的來說就是 I2C 和 SPI 無法同時(shí)使用，因?yàn)樗鼈冇泄灿?PIN 腳。

5、硬件模式

一般用模式 1，模式 2、模式 3、模式 4 比較復(fù)雜，可以外接傳感器，攝像頭等。

6、I2C 讀寫地址

LSM6DSO 從機(jī)地址是 110101x ，最后一位 x 和一個(gè) PIN 的狀態(tài)有關(guān)系。 如果 SDO/SA0 是高，從機(jī)地址是 1101011。 如果 SDO/SA0 是低，從機(jī)地址是 1101010。

這個(gè)方案可以使得一路 I2C bus 掛兩個(gè) lsm6dso，同時(shí)使用。

加上讀寫位，總結(jié)如下:

傳輸示意圖如下：

7、寄存器

該器件有 60+ 個(gè)寄存器，主要的幾個(gè)如下：

1、設(shè)備 ID

只讀，出廠已經(jīng)固化在硬件里面了，可以通過讀寫這個(gè)寄存器，判斷設(shè)備是否存在，通訊是否正常，設(shè)備的 ID 是 0x6C。

2、加速度控制寄存器

這個(gè)寄存器可以設(shè)置加速度的量程、輸出速率等；

3、陀螺儀控制寄存器

這個(gè)寄存器可以設(shè)置陀螺儀的量程、輸出速率等；

4、狀態(tài)寄存器

通過讀取這個(gè)寄存器可以判斷，傳感器是否有新的數(shù)據(jù)。

5、溫度傳感器

2個(gè)寄存器，輸出的是有符號(hào)數(shù)據(jù)。

6、陀螺儀數(shù)據(jù)傳感器

總共 6 個(gè)寄存器，分 x、y、z 三軸的高位和低位，這里要注意，輸出的是有符號(hào)數(shù)據(jù)。

7、加速度數(shù)據(jù)傳感器

總共 6 個(gè)寄存器，分 x、y、z 三軸的高位和低位，這里要注意，輸出的是有符號(hào)數(shù)據(jù)。

8、代碼

博主用的是輪詢?nèi)プx數(shù)據(jù)，大家也可以配置成中斷方式。 另外，博主是直接去各個(gè)數(shù)據(jù)寄存器去讀數(shù)據(jù)，大家也可以配置成去器件 FIFO 中讀數(shù)據(jù)。 該器件有 3Kbyte 的 FIFO，若使用壓縮算法，可以達(dá)到 9Kbyte。

初始化部分：

i2c_init();
LSM6DSO_Check();
  
u8 LSM6DSO_Check(void)
{
 u8 temp;
 temp=LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_WHO_AM_I);
 if(temp==0X6C)
  return 0; 
 else
   return 1; 
}

LSM6DSO_WriteOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_CTRL1_XL,ODR_XL_104Hz|FS_XL_2g);
LSM6DSO_WriteOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_CTRL2_G,ODR_G_104Hz|FS_G_250);

讀數(shù)據(jù)

while(1)
{
  status=LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_STATUS_REG);
  
  if(status & TEM_DATA_AVAILABLE)
  {
   temp_raw=LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUT_TEMP_L)|(LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUT_TEMP_H)<<8);
   temp_deg=temp_raw/TEMP_LSB_PER_DEG+TEMP_OFFSET_DEG;
   sprintf((char*)temperature,"temperature:%02f",temp_deg);
   LCD_ShowString(30,90,200,16,16,temperature);  
  }
  
  if(status & GYR_DATA_AVAILABLE)
  {
   gyr_x_raw = LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTX_L_G)|(LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTX_H_G)<<8);
   gyr_y_raw = LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTY_L_G)|(LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTY_H_G)<<8);
   gyr_z_raw = LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTZ_L_G)|(LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTZ_H_G)<<8);

   gyr_x = gyr_x_raw*GYR_LSB_250_PER;
   gyr_y = gyr_y_raw*GYR_LSB_250_PER;
   gyr_z = gyr_z_raw*GYR_LSB_250_PER;
   
   printf("Gyro:X:%02f mdps,Y:%02f mdps,Z:%02f mdps \\r\\n",gyr_x,gyr_y,gyr_z);
  }
  
  if(status & ACC_DATA_AVAILABLE)
  {
   acc_x_raw=LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTX_L_A)|(LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTX_H_A)<<8);
   acc_y_raw=LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTY_L_A)|(LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTY_H_A)<<8);
   acc_z_raw=LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTZ_L_A)|(LSM6DSO_ReadOneByte(LSM6DSO_ADDRESS,LSM6DSO_OUTZ_H_A)<<8);

   acc_x=acc_x_raw*ACC_LSB_2G_PER;
   acc_y=acc_y_raw*ACC_LSB_2G_PER;
   acc_z=acc_z_raw*ACC_LSB_2G_PER;
   
   printf("Acc:X:%02f mg,Y:%02f mg,Z:%02f mg \\r\\n",acc_x,acc_y,acc_z);   
  }

寄存器定義

#define LSM6DSO_ADDRESS      0xD4

#define LSM6DSO_ID          0x6C

#define LSM6DSO_SDO_CRTL          0x02
#define LSM6DSO_FIFO_CTRL1        0x07  
#define LSM6DSO_FIFO_CTRL2        0x08
#define LSM6DSO_FIFO_CTRL3        0x09
#define LSM6DSO_FIFO_CTRL4        0x0A
#define LSM6DSO_COUNTER_BDR_REG1  0x0B
#define LSM6DSO_COUNTER_BDR_REG2  0x0C  
#define LSM6DSO_INT1_CTRL         0x0D
#define LSM6DSO_INT2_CTRL         0x0E
#define LSM6DSO_WHO_AM_I         0x0F
#define LSM6DSO_CTRL1_XL         0x10
  //bit[7:4]
typedef enum {
   ODR_XL_OFF                  = (0<<4),  
   ODR_XL_1Hz6_LOW_POWER_ONLY  = (11<<4),
   ODR_XL_12Hz5                = (1<<4),
   ODR_XL_26Hz                 = (2<<4),
   ODR_XL_52Hz                 = (3<<4),  
   ODR_XL_104Hz                = (4<<4),   
   ODR_XL_208Hz                = (5<<4),  
   ODR_XL_416Hz                = (6<<4),   
   ODR_XL_833Hz                = (7<<4), 
   ODR_XL_1k66Hz               = (8<<4), 
   ODR_XL_3k33Hz               = (9<<4), 
   ODR_XL_6k66Hz               = (10<<4),  
} lsm6dso_odr_xl_t;
  //bit[3:2]
typedef enum {
   FS_XL_2g                    = (0<<2),
   FS_XL_4g                    = (2<<2),
   FS_XL_8g                    = (3<<2),
   FS_XL_16g_SPIT_OIS_IU_FS    = (1<<2), /* check  XL_FS_MODE = ‘0’ in CTRL8_XL (17h) */
} lsm6dso_fs_xl_t;
#define ACC_LSB_2G_PER       0.061
#define ACC_LSB_4G_PER       0.122
#define ACC_LSB_8G_PER       0.244
#define ACC_LSB_16G_PER      0.488 

#define LSM6DSO_CTRL2_G     0x11
   //bit[7:4]
typedef enum {
   ODR_G_OFF                  = (0<<4),  
   ODR_G_12Hz5                = (1<<4),
   ODR_G_26Hz                 = (2<<4),
   ODR_G_52Hz                 = (3<<4),  
   ODR_G_104Hz                = (4<<4),   
   ODR_G_208Hz                = (5<<4),  
   ODR_G_416Hz                = (6<<4),   
   ODR_G_833Hz                = (7<<4), 
   ODR_G_1k66Hz               = (8<<4), 
   ODR_G_3k33Hz               = (9<<4), 
   ODR_G_6k66Hz               = (10<<4), 
   ODR_G_NOT_AVAILABLE        = (11<<4),
} lsm6dso_odr_g_t;
  //bit[3:2]
typedef enum {
   FS_G_250                   = (0<<2),
   FS_G_500                   = (1<<2),
   FS_G_1000                  = (2<<2),
   FS_G_2000                  = (3<<2),
} lsm6dso_fs_g_t;
    
#define GYR_LSB_250_PER        8.75
#define GYR_LSB_500_PER        17.50
#define GYR_LSB_1000_PER       35.0
#define GYR_LSB_2000_PER       70.0 
  
#define LSM6DSO_CTRL3_C         0x12
#define LSM6DSO_CTRL4_C         0x13
#define LSM6DSO_CTRL5_C        0x14
#define LSM6DSO_CTRL6_C        0x15
#define LSM6DSO_CTRL7_G          0x16
#define LSM6DSO_CTRL8_XL         0x17
#define LSM6DSO_CTRL9_XL         0x18
#define LSM6DSO_CTRL10_C         0x19
#define LSM6DSO_ALL_INT_SRC      0x1A
#define LSM6DSO_WAKE_UP_SRC      0x1B
#define LSM6DSO_TAP_SRC          0x1C
#define LSM6DSO_D6D_SRC          0x1D
#define LSM6DSO_STATUS_REG       0x1E
#define TEM_DATA_AVAILABLE   (1<<2)
#define GYR_DATA_AVAILABLE   (1<<1)
#define ACC_DATA_AVAILABLE   (1<<0)
  
#define LSM6DSO_OUT_TEMP_L       0x20
#define LSM6DSO_OUT_TEMP_H       0x21
#define TEMP_LSB_PER_DEG     256.0
#define TEMP_OFFSET_DEG      25

#define LSM6DSO_OUTX_L_G     0x22
#define LSM6DSO_OUTX_H_G     0x23
#define LSM6DSO_OUTY_L_G     0x24
#define LSM6DSO_OUTY_H_G     0x25
#define LSM6DSO_OUTZ_L_G     0x26
#define LSM6DSO_OUTZ_H_G     0x27

#define LSM6DSO_OUTX_L_A    0x28
#define LSM6DSO_OUTX_H_A     0x29
#define LSM6DSO_OUTY_L_A     0x2A
#define LSM6DSO_OUTY_H_A     0x2B
#define LSM6DSO_OUTZ_L_A     0x2C
#define LSM6DSO_OUTZ_H_A     0x2D