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7.8 KiB
C
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#ifndef QMI8658_H
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#define QMI8658_H
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#include "IIC.h"
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#include <math.h>
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#define ACCRANGE 16 //加速度计量程
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#define GYRRANGE 2048 //陀螺仪量程
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#define SAMPLERATE 800.0f //采样频率
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#define MIN_COLLECTION_COUNT 1000 // 最小采集数据次数
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#define USED_DATA_COUNT 50 // 用于计算平均值的数据数量
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#define STATIONARY_THRESHOLD 0.001 // 判断静止的加速度模长差值阈值
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// 存储陀螺仪校准值
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extern float GyrCompensate[6];
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#define WHO_AM_I 0x00 //设备ID默认0x05（只读）
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#define REVISION_ID 0x01 //设备修订ID默认0x7C（只读）
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#define CTRL1 0x02 //配置通讯方式、中断引脚、fifo中断，暂时配置为6C
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#define CTRL2 0x03 //配置加速度计
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#define CTRL3 0x04 //配置陀螺仪
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#define CTRL5 0x06 //设置滤波器
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#define CTRL7 0x08 //启用加速度计和陀螺仪
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#define CTRL8 0x09 //运动检测
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#define CTRL9 0x0A //CTRL9执行预定指令
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#define FIFO_WTM_TH 0x13 //FIFO 水位标记，设置触发值
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#define FIFO_CTRL 0x14 //FIFO控制寄存器
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#define FIFO_SMPL_CNT 0x15 //FIFO样本计数寄存器
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#define FIFO_STATUS 0x16 //FIFO状态寄存器
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#define FIFO_DATA 0x17 //FIFO输出寄存器
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#define STATUSINT 0x2D //传感器数据可用和锁存寄存器
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#define STATUS1 0x2F //杂项状态寄存器（运动、步数、点击）
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#define TIMESTAMP 0x30 //时间戳（0x30-0x32）
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#define TEMP_L 0x33 //温度 = TEMP_H + (TEMP_L / 256)
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#define TEMP_H 0x34
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#define A_XYZ 0x35 //加速度输出寄存器(0x35–0x3A)
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#define G_XYZ 0x3B //陀螺仪输出寄存器(0x3B–0x40)
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#define COD_STATUS 0x46 //按需校准状态寄存器
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#define TAP_STATUS 0x59 //敲击状态寄存器
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#define STEP_COUNT 0x5A //步数计数寄存器（0x5A-0x5C）
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#define RESET 0x60 //软件复位寄存器，任何模式写入0xB0复位
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#define dQY_L 0x4D //如果有成功的复位（上电复位或软复位）过程，寄存器 0x4D 的值将等于 0x80
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// 主机控制校准寄存器（见 CTRL9，可选择使用）
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#define CAL1_L 0x0B
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#define CAL1_H 0x0C
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#define CAL2_L 0x0D
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#define CAL2_H 0x0E
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#define CAL3_L 0x0F
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#define CAL3_H 0x10
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#define CAL4_L 0x11
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#define CAL4_H 0x12
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// 定义枚举来表示不同的命令序号
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typedef enum {
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CTRL_CMD_ACK_ENUM, // 确认命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_ACK命令
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CTRL_CMD_RST_FIFO_ENUM, // 重置FIFO命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_RST_FIFO命令
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CTRL_CMD_REQ_FIFO_ENUM, // 获取FIFO数据命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_REQ_FIFO命令
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CTRL_CMD_WRITE_WOM_SETTING_ENUM, // 设置并启用运动唤醒命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_WRITE_WOM_SETTING命令
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CTRL_CMD_ACCEL_HOST_DELTA_OFFSET_ENUM, // 更改加速度计偏移量命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_ACCEL_HOST_DELTA_OFFSET命令
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CTRL_CMD_GYRO_HOST_DELTA_OFFSET_ENUM, // 更改陀螺仪偏移量命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_GYRO_HOST_DELTA_OFFSET命令
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CTRL_CMD_CONFIGURE_TAP_ENUM, // 配置敲击检测命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_CONFIGURE_TAP命令
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CTRL_CMD_CONFIGURE_PEDOMETER_ENUM, // 配置计步器命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_CONFIGURE_PEDOMETER命令
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CTRL_CMD_CONFIGURE_MOTION_ENUM, // 配置运动检测命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_CONFIGURE_MOTION命令
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CTRL_CMD_RESET_PEDOMETER_ENUM, // 重置计步器步数命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_RESET_PEDOMETER命令
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CTRL_CMD_COPY_USID_ENUM, // 复制USID和固件版本到UI寄存器命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_COPY_USID命令
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CTRL_CMD_SET_RPU_ENUM, // 配置IO上拉电阻命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_SET_RPU命令
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CTRL_CMD_AHB_CLOCK_GATING_ENUM, // 内部AHB时钟门控开关命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_AHB_CLOCK_GATING命令
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CTRL_CMD_ON_DEMAND_CALIBRATION_ENUM, // 对陀螺仪进行按需校准命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_ON_DEMAND_CALIBRATION命令
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CTRL_CMD_APPLY_GYRO_GAINS_ENUM // 恢复保存的陀螺仪增益命令的枚举值，用于标识CTRL_CMD_APPLY_GYRO_GAINS命令
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} CommandEnum;
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// 定义结构体来存储表格中的每一行信息
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typedef struct {
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char commandName[50]; // 存储命令名称，最大长度为50个字符
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int ctrl9CommandValue; // 存储命令在CTRL9寄存器中的值
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char protocolType[10]; // 存储命令使用的协议类型，最大长度为10个字符
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char description[200]; // 存储命令的描述信息，最大长度为200个字符
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} CommandInfo;
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/**
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* @brief 通过枚举获取对应的命令信息结构体
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* 该函数根据传入的命令枚举值，返回对应的命令信息结构体。
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*
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* @param cmd 命令枚举值，用于指定要获取信息的命令
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* @return CommandInfo 包含指定命令详细信息的结构体
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*/
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CommandInfo getCommandInfo(CommandEnum cmd);
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/**
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* @brief 初始化QMI8658A传感器
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* 该函数用于对QMI8658A传感器进行初始化操作，包括复位、自检、配置等步骤。
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* @return int
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* - 1: 初始化成功
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* - 0: 初始化失败
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*/
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int QMI8658A_Init(void);
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/**
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* @brief 读取、转换并打印传感器数据
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*
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* 该函数读取QMI8658A传感器的数据，进行转换后打印输出。
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*/
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void QMI8658A_ReadConvertAndPrint();
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/**
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* @brief 对陀螺仪进行校准
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* 该函数用于对陀螺仪进行校准操作，并将校准结果存储到传入的数组中。
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*
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* @param OutData 指向一个长度至少为 3 的 float 类型数组的指针，用于存储校准结果
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* @return uint8_t
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* - 1: 校准成功
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* - 0: 校准失败
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*/
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uint8_t calibration_ACC_GYR(float *OutData);
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/**
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* @brief 读取QMI8658A六轴传感器数据
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* 该函数用于读取QMI8658A六轴传感器的原始数据，并将其存储到传入的数组中。
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*
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* @param DATA 指向一个长度为 6 的 int16_t 类型数组的指针，用于存储读取到的原始数据
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* @return int
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* - 1: 读取成功
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* - 0: 读取失败
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*/
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int QMI8658A_ReadData(int16_t *DATA);
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/**
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* @brief 将QMI8658A传感器的原始数据进行转换
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* 该函数根据加速度计和陀螺仪的量程，将原始数据转换为实际的物理量值。
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*
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* @param InData 指向包含原始传感器数据的数组的指针，数组长度应为 6
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* @param OutData 指向用于存储转换后数据的数组的指针，数组长度应为 6
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* @param accelRange 加速度计的量程
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* @param gyroRange 陀螺仪的量程
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*/
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void QMI8658A_ConvertData(int16_t *InData, float *OutData, int accelRange, int gyroRange);
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/**
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* @brief 计算加速度的模长
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*
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* 该函数接收一个包含三轴加速度数据的数组，计算并返回加速度的模长。
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*
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* @param OutData 指向一个长度至少为 3 的 float 类型数组的指针，数组前三个元素为加速度数据
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* @return float 加速度的模长
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*/
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float calculateAccelerationMagnitude(float *OutData);
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/**
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* @brief 计算陀螺仪平均值的辅助函数
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* 该函数用于计算陀螺仪在一段时间内采集的多个数据的平均值。
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* @param DATA 一个二维 float 类型数组，存储了陀螺仪在多个采集点的数据
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* @param OutData 指向一个长度至少为 3 的 float 类型数组的指针，用于存储计算得到的平均值
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*/
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void calculateGyroAverages(float DATA[MIN_COLLECTION_COUNT][3], float *OutData);
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/**
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* @brief 获取单位为g的三轴加速度计和单位为dps的三轴陀螺仪数据
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* 该函数结合读取和转换操作，获取并存储以g为单位的加速度计数据和以dps为单位的陀螺仪数据。
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*
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* @param OutData 指向一个长度为 6 的 float 类型数组的指针，用于存储转换后的数据
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*/
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void QMI8658A_Get_G_DPS(float *OutData);
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#endif |