[Sensor]--BMI160-加速度计、陀螺仪传感器

最近在搞一个和加速度计相关的项目，所以接触到的传感器比较多，现在写一个总结吧，防止后来者和我一样走这么多的弯路。

　　首先看到的是引脚图，如果驱动不了应该首先排除硬件的问题：

SPI接法



IIC接法



接着我们就着重看下面的几个寄存器：

传感器名（读/写）	寄存器号	功能
CHIPID(R)	0x00	芯片的ID，一般用来看驱动是否正常，固定值0xD1
PMU_STATUS(R)	0x03	显示当前各传感器的电源模式，分normal\low_power\suspend三种模式
ACC_CONF(RW)	0x40	设置输出数据速率、 带宽和加速度传感器读取的模式
ACC_RANGE	0x41	允许选择的加速度 g 范围
GYR_CONF(RW)	0x42	在传感器中设置输出数据速率、 带宽和陀螺仪读取的模式。
GYR_RANGE(RW)	0x43	定义 BMI160 角速度测量范围
INT_EN(RW)	0x50-0x52	启用各种中断，包括加速度数据、角速度数据和各种特殊功能的中断，使能后映射到INT1上输出，就可以触发单片机的外部中断了。
INT_OUT_CTRL(RW)	0x53	输出控制，包括输出使能，触发电平、边沿和输出模式（推挽和开漏）
INT_LATCH(RW)	0x54	设置中断锁存模式（不是很懂，一开始就是锁存了所以一直没有中断输出…，后来关掉就好了）
CMD(R)	0x7E	命令寄存器触发操作，如 softreset、 NVM 编程等。特殊的如：start_foc、acc_set_pmu_mode、gyr_set_pmu_mode、mag_set_pmu_mode、prog_nvm、fifo_flush、int_reset、softreset、step_cnt_clr

接下来就是各种特殊功能寄存器了，就不多说了，用哪个配置那个就可以了

重点说下这个计步的功能吧，现在还比较火：

传感器名（读/写）	寄存器号	功能
STEP_CONF(RW)	0x7A-0x7B	步数检测的配置，包括Normal mode，Sensitive mode，Robust mode三种也可以自己配置
STEP_CNT(R)	0x78-0x79	直接从这两个寄存器中读出记得步数，要注意的是范围是-32768——32768

下面的代码片是计步的初始化，用的是STM32F405：

void bmi160_init(void)
{
uint8_t ui8Status = 0;
uint8_t ui8Attempts = 20;
uint8_t Device_ID;

BMI160_SPI_Init();
kprintf("BMI160 Init Ok.\n");
BMI160_CS=1;            //SPI片选取消

// Reset the BMI160 sensor
bmi160_reset();

// Put accel and gyro in normal mode.
while (ui8Status != 0x20 && ui8Attempts--)
{
BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_CMD, 0x12);//设置加速度计为 low_power
BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_CMD, 0x14);//设置陀螺仪           suspend
delay_ms(1);
ui8Status = BMI160_Read_Reg(AM_DEVICES_BMI160_PMU_STATUS);//读加速度和陀螺仪是否初始化为low_power suspend
}
// BMI160 not in correct power mode
if (!ui8Attempts)
{
return;
}
kprintf("PMU_STATUS:0x%X \r\n",ui8Status);

BMI160_Write_Reg( AM_DEVICES_BMI160_STEP_CONF_0, 0x15);//计步功能
BMI160_Write_Reg( AM_DEVICES_BMI160_STEP_CONF_1, 0x0B);
BMI160_Write_Reg( AM_DEVICES_BMI160_ACC_RANGE, 0x05);//设置加速度计+-4g

// Read status register to clear it.
ui8Status = BMI160_Read_Reg(AM_DEVICES_BMI160_ERR_REG);//读错误状态寄存器清ui8Status

// Enable INT 1 output as active high
BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_INT_OUT_CTRL, 0x0A);//输出使能INT1引脚,高电平活跃

//INT1 Set
// Map INT1 to the Step detection interrupt
BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_INT_MAP_1, 0x80);//映射INT1到 watermark中断

// Enable INT 1 as FIFO watermark
BMI160_Write_Reg(AM_DEVICES_BMI160_INT_EN_1, 0x10);//使能data-ready
}
//得到步数
void bmi160_getStep(short *rawStep)
{
uint8_t buf[2];

buf[0]= BMI160_Read_Reg(AM_DEVICES_BMI160_STEP_CNT_1);
buf[1]= BMI160_Read_Reg(AM_DEVICES_BMI160_STEP_CNT_0);

*rawStep=((uint16_t)buf[0]<<8)|buf[1];
}

SPI的初始化（我一开始用的是EEPROM的SPI配置读写等，一直驱动不了，后来才突然发现是SPI的问题）：

///////////////////以下为BMI160驱动////////////////////
void BMI160_SPI_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
SPI_InitTypeDef  SPI_InitStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SPI1, ENABLE);//使能SPI1时钟

//GPIOF9,F10初始化设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;//PB3~5复用功能输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_SPI1); //PI1复用为 SPI1
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_SPI1); //PI2复用为 SPI1
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_SPI1); //PI3复用为 SPI1

//这里只针对SPI口初始化
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,ENABLE);//复位SPI1
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_SPI1,DISABLE);//停止复位SPI1

SPI_I2S_DeInit(SPI1);
SPI_InitStructure.SPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;  //设置SPI单向或者双向的数据模式:SPI设置为双线双向全双工
SPI_InitStructure.SPI_Mode = SPI_Mode_Master;       //设置SPI工作模式:设置为主SPI
SPI_InitStructure.SPI_DataSize = SPI_DataSize_8b;       //设置SPI的数据大小:SPI发送接收8位帧结构
SPI_InitStructure.SPI_CPOL = SPI_CPOL_High;     //串行同步时钟的空闲状态为高电平
SPI_InitStructure.SPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;    //串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样
SPI_InitStructure.SPI_NSS = SPI_NSS_Soft;       //NSS信号由硬件（NSS管脚）还是软件（使用SSI位）管理:内部NSS信号有SSI位控制
SPI_InitStructure.SPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_64;     //定义波特率预分频的值:波特率预分频值为256
SPI_InitStructure.SPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB;  //指定数据传输从MSB位还是LSB位开始:数据传输从MSB位开始
SPI_InitStructure.SPI_CRCPolynomial = 7;    //CRC值计算的多项式
SPI_Init(SPI1, &SPI_InitStructure);  //根据SPI_InitStruct中指定的参数初始化外设SPIx寄存器

SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); //使能SPI外设

SPI1_ReadWriteByte(0xff);//启动传输
}

//SPI1速度设置函数
//SPI速度=fAPB2/分频系数
//@ref SPI_BaudRate_Prescaler:SPI_BaudRatePrescaler_2~SPI_BaudRatePrescaler_256
//fAPB2时钟一般为84Mhz：
void SPI1_SetSpeed(u8 SPI_BaudRatePrescaler)
{
assert_param(IS_SPI_BAUDRATE_PRESCALER(SPI_BaudRatePrescaler));//判断有效性
SPI1->CR1&=0XFFC7;//位3-5清零，用来设置波特率
SPI1->CR1|=SPI_BaudRatePrescaler;   //设置SPI1速度
SPI_Cmd(SPI1,ENABLE); //使能SPI1
}
//SPI1 读写一个字节
//TxData:要写入的字节
//返回值:读取到的字节
u8 SPI1_ReadWriteByte(u8 TxData)
{
u8 result,Retry=0;//result:返回spi读写的结果; retry:失败重试次数

while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_TXE)==RESET)
{
Retry++;
if(Retry>200) return 0;
}
SPI_I2S_SendData(SPI1, TxData);
while (SPI_I2S_GetFlagStatus(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE)==RESET)
{
Retry++;
if(Retry>200) return 0;
}
return SPI_I2S_ReceiveData(SPI1);
SPI_I2S_ClearFlag(SPI1,SPI_I2S_FLAG_RXNE);
}

//读取SPI寄存器值
//reg:要读的寄存器
u8 BMI160_Read_Reg(u8 reg)
{
u8 reg_val;
BMI160_CS = 0;          //使能SPI传输
delay_ms(1);
SPI1_ReadWriteByte(reg|0x80);   //1.发送寄存器号 //Ored with "read request" bit
reg_val=SPI1_ReadWriteByte(0XFF);//读取寄存器内容  // send a value of 0 to read the first byte returned:
delay_ms(1);
BMI160_CS = 1;          //禁止SPI传输
return(reg_val);           //返回状态值
}

//SPI写寄存器
//reg:指定寄存器地址
//value:写入的值
u8 BMI160_Write_Reg(u8 reg,u8 value)
{
u8 status;
BMI160_CS=0;                 //使能SPI传输
status =SPI1_ReadWriteByte(reg&0x7f);//2.发送寄存器号
SPI1_ReadWriteByte(value);      //写入寄存器的值
BMI160_CS=1;                 //禁止SPI传输
return(status);                   //返回状态值
}