HAL STM32 硬件I2C方式读取AS5600磁编码器获取角度例程

HAL STM32 硬件I2C方式读取AS5600磁编码器获取角度例程

• 📍相关篇《STM32 软件I2C方式读取AS5600磁编码器获取角度例程》

✨stm32使用硬件I2C去读取角度数据，通过STM32CubeMX工具配置工程，读取角度数据，只需要调用一个函数，即可完成数据的读取。了解函数的用法以及从设备地址命令，上手十分快速和简单。

• 📌AS5600资料：https://pan.baidu.com/s/15UMUH5_ppb2FTju7AJgFyw

📗AS5600寄存器描述

• 📄AS5600寄存器汇总：
  
• 🌿ZPOS/MPOS/MANG寄存器：这些寄存器用于配置开始位置（ZPOS）和停止位置（MPOS）或最大角度（MANG）。默认范围为全0到360度，但当配置了一个较窄的范围时，输出的全分辨率将自动缩放到所配置的角度范围。角度范围必须大于18度。
• 🌿ANGLE/RAW ANGLE 寄存器(0x0c,0x0d)：RAW角度寄存器包含未缩放和未修改的角度。缩放后和过滤后的输出值在角度寄存器中可用。(原始值范围：0 - 4095)
• 🌿ANGLE角度值（0x0e,0x0f）：角度值范围：0-360
• 🌿STATUS 状态寄存器：状态寄存器提供指示AS5600的当前状态的位。（当前磁场强度）
  
• 🌿AGC寄存器：AS5600在一个闭环中使用自动增益控制来补偿由于温度变化、IC和磁体之间的气隙以及磁体退化而引起的磁场强度的变化。AGC寄存器表示增益。对于最健壮的性能，增益值应该在其范围的中心。物理系统的气隙可以被调整以达到这个值。在5V操作中，AGC范围为0-255次。在3.3V模式下，AGC范围减少到0-128个计数。
• 🌿MAGNITUDE寄存器：MAGNITUDE寄存器表示内部CORDIC的幅度值。
• 🌿Burn_Angle命令（ZPOS，MPOS）：MCU可以使用BURN_ANGLE命令执行ZPOS和MPOS的永久编程。要执行BURN_ANGLE命令，请将值0x80写入寄存器0xFF。BURN_ANGLE命令最多可以执行3次。ZMCO显示了ZPOS和MPOS被永久写入的多少次。

• 🌿磁场Bz和典型的间隙
  

典型的间隙在0.5 mm到3 mm之间，这取决于所选的磁铁。一个更大和更强的磁铁允许一个更大的气隙。使用AGC值作为导轨，通过调整磁体与AS5600之间的距离，使AGC值在其范围的中心，可以找到最佳的气隙。当使用直径为6mm的磁铁时，参考磁铁的旋转轴从包装中心的最大允许位移为0.25 mm。

📑功能概要

• 🖍首先对AS5600设备地址进行扫描，并打印设备地址，然后从指定设备的指定寄存器地址读取2个字节数据。

🛠STM32CubeMX工程配置

• 🌿勾选I2C,参数默认即可。
  
• 🌿使能一路串口，方便查看数据信息。

📙业务代码完善

• 📄main函数内容：

int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

	uint8_t Raw_num[2];
    // Read angular measurements
    uint16_t Angle = 0;
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	printf("Scanning I2C bus:\r\n");
	HAL_StatusTypeDef result;
 	uint8_t i;
 	for (i=1; i<128; i++)
 	{
 	  /*
 	   * the HAL wants a left aligned i2c address
 	   * &hi2c1 is the handle
 	   * (uint16_t)(i<<1) is the i2c address left aligned
 	   * retries 2
 	   * timeout 2
		AS5600 i2c address:（0x6c = 0x36 << 1）
 	   */
 	  result = HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, (uint16_t)(i<<1), 2, 2);
 	  if (result != HAL_OK) // HAL_ERROR or HAL_BUSY or HAL_TIMEOUT
 	  {
 		  printf("."); // No ACK received at that address
 	  }
 	  if (result == HAL_OK)
 	  {
 		  printf("0x%X", i); // Received an ACK at that address
 	  }
 	}
 	printf("\r\n");


  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while(1) {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
			HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, AS5600_SLAVE_ADDRESS, addr_in, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, Raw_num, 2,100);
			int value = (Raw_num[0]<<8)|Raw_num[1];
			Angle = (value * 360)/4096;//换算成角度
        printf("Angle = %d degrees.\n", Angle);
        HAL_Delay(500);
    }
  /* USER CODE END 3 */
}

• 🔖或者根据上面的寄存器，读取角度寄存器值：HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, AS5600_SLAVE_ADDRESS, addr_in, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, 0x0e, 2,100);

• 🌿开启串口打印，在usart.c中添加一下内容：（在调用printf的地方，包含stdio.h头文件，Keil option中勾选MicroLib选项）

#include <stdio.h>
//使用printf()发送数据，需要对printf函数进行重定向，且只能使用USART1。
// 重定向fputc函数，使用printf()发送数据
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	// 参数1：串口句柄，参数2：要发送的数据；参数3：要发生数据的长度；参数4：超时等待时间
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 100);
	return ch;
}

• 🔖串口输出：
  -

📚HAL_I2C_Mem_Read（阻塞方式）读取测试工程

• 🔖基于stm32f103

链接：https://pan.baidu.com/s/1aN1n26SNdVSn6Q1CcaKrgg?pwd=48ok 
提取码：48ok

📗HAL_I2C_Mem_Read_DMA和HAL_I2C_Mem_Read_IT方式读取数据

• 🔧在STM32CubeMX中，配置I2C时，在DMA选项中，添加RX配置：
  
• 🌿勾选事件中断
  

• 🔖完成以上参数内容配置后，在工程代码中可以使用HAL_I2C_Mem_Read_DMA和HAL_I2C_Mem_Read_IT函数都可以读取角度原始数据值。

• 🌿添加读I2C设备是否在线函数。（可以省略，默认只查询一次。）

HAL_StatusTypeDef I2C_WaitUntilDeviceReady(I2C_HandleTypeDef *hi2c,uint16_t DevAddress,uint32_t Timeout){
    uint32_t tickstart = HAL_GetTick();                 //获取当前时间
    while(HAL_GetTick()-tickstart <= Timeout){          //如果没有超时就一直尝试
        if(HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, DevAddress,1, Timeout) == HAL_OK){   //如果准备好了就return
            return HAL_OK;
        }
    }
    return HAL_TIMEOUT;                                 //否则return一个错误
}

• 🌾main函数内容

int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

	uint8_t Raw_num[2];
    // Read angular measurements
    uint16_t Angle = 0;
  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	printf("Scanning I2C bus:\r\n");
	HAL_StatusTypeDef result;
 	uint8_t i;
 	for (i=1; i<128; i++)
 	{
 	  /*
 	   * the HAL wants a left aligned i2c address
 	   * &hi2c1 is the handle
 	   * (uint16_t)(i<<1) is the i2c address left aligned
 	   * retries 2
 	   * timeout 2
		AS5600 i2c address:（0x6c = 0x36 << 1）
 	   */
 	  result = HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, (uint16_t)(i<<1), 2, 2);
 	  if (result != HAL_OK) // HAL_ERROR or HAL_BUSY or HAL_TIMEOUT
 	  {
 		  printf("."); // No ACK received at that address
 	  }
 	  if (result == HAL_OK)
 	  {
 		  printf("0x%X", i); // Received an ACK at that address
 	  }
 	}
 	printf("\r\n");


  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while(1) {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
			if(I2C_WaitUntilDeviceReady(&hi2c1,AS5600_SLAVE_ADDRESS, 5)==HAL_OK)//检测设备是否在线，设置5ms超时
			HAL_I2C_Mem_Read_DMA(&hi2c1, AS5600_SLAVE_ADDRESS, addr_in, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, Raw_num, 2);
			int value = (Raw_num[0]<<8)|Raw_num[1];
			Angle = (value * 360)/4096;//换算成角度
        printf("Angle = %d degrees.\n", Angle);
        HAL_Delay(500);
    }
  /* USER CODE END 3 */
}