AS5600磁编码器开发记录

Posted 2021-02-02 sc-electronic

AS5600使用简介——（程序员版）

-----------------本文由“智御电子”提供，同时提供范例教程，以便电子爱好者交流学习。----------------

前言：

最近由于工作需要接触到AS5600这颗磁角度传感器，以前就对相关的磁应用感到各种高大上（例如霍尔传感器，磁流体等）。既然接触到了，就开始搜索相关资料，发现有用的资料并不多，仅限官网上发布的一些。作为程序员看完datasheet，肯定是要搞一份代码拜读一下。在这里 吐槽一下这AMS官网的揍性：手册里写了官网有ardunio的例子，一顿好找好不容易才找到，接着注册账号想下载，竟然提示没有权限下载（一脸茫然，你个卖芯片的，配套软件环境挂网上不能下载是什么鬼）,功夫不负有心人，还是在好心网友的分享下找到了一些代码。特此将自己开发经过记录下来，与君共享！

开发流程：

从手册了解到AS5600这颗芯片支持IIC通信，但是输出的信号的方式还有PWM，模拟电压等多种方式。本文直接上手IIC通信。

接着直接就是设计原理图了，这部分手册都有推荐的电路，需要注意的是VDD5V和VDD3V3引脚的选择。因为本文采用的是STM32F0芯片的主控，供电电压是3V3，故选择3.3v Operation的如下电路。

再就是设计模块PCB，模块电路PCB打样回来，如下图所示。

本文把几个引脚都留出来，通过杜邦线跟控制板连接,连接线如下表所示。

AS5600模块	STM32F0系统板
VCC	3.3V
GND	GND
DIR	GND
SCL	PA9
SDA	PA10
GPO	3.3V

紧接着就是程序设计。出去对STM32硬件IIC的敬畏，我选择敬而远之，采用普通引脚软件模拟IIC的通信过程。软件模拟IIC的过程主要把握两方面：速率控制和时序控制。

速率控制就是SCL的变化速率，只要控制再AS5600允许的范围内即可。AS5600支持Fast-mode Plus模式，SCL能达到1MHz。

时序控制就是SCL和SDA变化的规则。有的芯片的IIC还是有点小异同的，所以我们需要对照手册的时序再进行模式时序。

本文首先利用CubeMX直接生成STM32F0的Keil工程代码，将PA9(SCL)和PA10(SDA)设置普通的输出引脚。需要注意的是SCL一直由主机提供，故一直都是输出模式；但是SDA为数据线，当从机传数据至主机的时候，主机需要将SDA的模式改为输入模式。代码如下

#define SDA1_IN()  IIC_SDA_GPIO_Port->MODER &= ~(0x3<<(10*2))
#define SDA1_OUT() IIC_SDA_GPIO_Port->MODER &= ~(0x3<<(10*2));IIC_SDA_GPIO_Port->MODER |= (0x1<<(10*2))

然后就是将IIC的通信协议进行分解，拆解成：

Sim_I2C1_START（）、Sim_I2C1_SendByte（）、Sim_I2C1_Wait_Ack（）、Sim_I2C1_STOP（）

最后整合成读和写两个函数，如下所示。

/**

- @brief  模拟IIC的多字节读

- @param

- @note

- @retval void

- @author 智御电子
  */
  uint8_t Sim_I2C_Read8(uint8_t moni_dev_addr, uint8_t moni_reg_addr, uint8_t moni_i2c_len, uint8_t *moni_i2c_data_buf)
  {

  Sim_I2C1_START();
  Sim_I2C1_SendByte(moni_dev_addr << 1 | I2C1_Direction_Transmitter);
  Sim_I2C1_Wait_Ack();
  Sim_I2C1_SendByte(moni_reg_addr);
  Sim_I2C1_Wait_Ack();
  //Sim_I2C1_STOP();

  Sim_I2C1_START();
  Sim_I2C1_SendByte(moni_dev_addr << 1 | I2C1_Direction_Receiver);
  Sim_I2C1_Wait_Ack();
  while (moni_i2c_len)
  {
    if (moni_i2c_len==1) *moni_i2c_data_buf =Sim_I2C1_ReceiveByte();
    else *moni_i2c_data_buf =Sim_I2C1_ReceiveByte_WithACK();
    moni_i2c_data_buf++;
    moni_i2c_len--;
  }
  Sim_I2C1_STOP();
  return 0x00;
  }

/**

- @brief  模拟IIC的多字节写

- @param

- @note   当启用check功能的时候，只能是单字节写的情况，多字接写不可启用check功能

- @retval void

- @author 智御电子
  */
  int8_t Sim_I2C1_Write8(uint8_t moni_dev_addr, uint8_t moni_reg_addr, uint8_t moni_i2c_len, uint8_t *moni_i2c_data_buf)
  {
  uint8_t i;
  Sim_I2C1_START();
  Sim_I2C1_SendByte(moni_dev_addr << 1 | I2C1_Direction_Transmitter);
  Sim_I2C1_Wait_Ack();
  Sim_I2C1_SendByte(moni_reg_addr);
  Sim_I2C1_Wait_Ack();

  //Sim_I2C1_START();
  for (i=0; i<moni_i2c_len; i++)
  {
    Sim_I2C1_SendByte(moni_i2c_data_buf[i]);
    Sim_I2C1_Wait_Ack();
  }
  Sim_I2C1_STOP();  
    return 0;
  }

下面就是开始对AS5600进行IIC的寄存器设置了。其实AS5600的设置相对来说比较简单。特别是对于360度旋转检测的应用，基本不需要设置，直接读取raw data寄存器就可以读出角度信息。但是如果对于小范围角度检测的应用场景，AS5600可以设置其实起始角度和终点角度（大于18度）来和实际的应用对应起来。这个时候就需要按照datasheet的设计步骤一步一步初始化相应的寄存器。本文需要360度检测，故不考虑这种情况。

再main函数中直接利用iic读取角度寄存器的数值，然后转化成角度，最后通过串口打印出来。

void Programe_Run(void)
{
    uint8_t dect= 0;
    dect = detectMagnet();
    printf("detectMagnet is %d
",dect);
    rawdata = getRawAngle();
    printf("rawdata is %d
",rawdata);
    degress = convertRawAngleToDegrees(rawdata);
    printf("degress is %f
",degress);
}

将磁铁放置再芯片上面，旋转。角度信息相应产生变化，导致为止开发测试结束。