HMC5883 3轴磁阻测方位角
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// HMC5883 IIC测试程序
// 使用单片机STC89C52
// 晶振：12M
// 显示：串口输出，波特率4800
// 编译环境 Keil uVision3
// 参考宏晶网站24c04通信程序
// 时间：2012年11月27日
// 修改：Mr Lee
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#include <REG51.H>
#include <math.h> //Keil library
#include <stdio.h> //Keil library
#include <INTRINS.H>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbitSCL=P1^0; //IIC时钟引脚定义
sbitSDA=P1^1; //IIC数据引脚定义
#defineSlaveAddress 0x3C //定义器件在IIC总线中的从地址
typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned short WORD;
BYTE BUF[8]; //接收数据缓存区
uchar ge,shi,bai,qian,wan; //显示变量
int dis_data; //变量
void delay(unsigned int k);
void Init_HMC5883(void); //初始化5883
void conversion(uint temp_data);
void Single_Write_HMC5883(uchar REG_Address,uchar REG_data); //单个写入数据
uchar Single_Read_HMC5883(uchar REG_Address); //单个读取内部寄存器数据
void Multiple_Read_HMC5883(); //连续的读取内部寄存器数据
//以下是模拟iic使用函数-------------
void Delay5us();
void Delay5ms();
void HMC5883_Start();
void HMC5883_Stop();
void HMC5883_SendACK(bit ack);
bit HMC5883_RecvACK();
void HMC5883_SendByte(BYTE dat);
BYTE HMC5883_RecvByte();
void HMC5883_ReadPage();
void HMC5883_WritePage();
//-----------------------------------
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void conversion(uint temp_data)
{
wan=temp_data/10000+0x30 ;
temp_data=temp_data%10000; //取余运算
qian=temp_data/1000+0x30 ;
temp_data=temp_data%1000; //取余运算
bai=temp_data/100+0x30 ;
temp_data=temp_data%100; //取余运算
shi=temp_data/10+0x30 ;
temp_data=temp_data%10; //取余运算
ge=temp_data+0x30;
}
/*******************************/
void delay(unsigned int k)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<k;i++)
{
for(j=0;j<121;j++)
{;}}
}
/**************************************
延时5微秒(STC90C52RC@12M)
不同的工作环境,需要调整此函数，注意时钟过快时需要修改
当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
**************************************/
void Delay5us()
{
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
/**************************************
延时5毫秒(STC90C52RC@12M)
不同的工作环境,需要调整此函数
当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
**************************************/
void Delay5ms()
{
WORD n = 560;
while (n--);
}
/**************************************
起始信号
**************************************/
void HMC5883_Start()
{
SDA = 1; //拉高数据线
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
SDA = 0; //产生下降沿
Delay5us(); //延时
SCL = 0; //拉低时钟线
}
/**************************************
停止信号
**************************************/
void HMC5883_Stop()
{
SDA = 0; //拉低数据线
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
SDA = 1; //产生上升沿
Delay5us(); //延时
}
/**************************************
发送应答信号
入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
**************************************/
void HMC5883_SendACK(bit ack)
{
SDA = ack; //写应答信号
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
SCL = 0; //拉低时钟线
Delay5us(); //延时
}
/**************************************
接收应答信号
**************************************/
bit HMC5883_RecvACK()
{
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
CY = SDA; //读应答信号
SCL = 0; //拉低时钟线
Delay5us(); //延时
return CY;
}
/**************************************
向IIC总线发送一个字节数据
**************************************/
void HMC5883_SendByte(BYTE dat)
{
BYTE i;
for (i=0; i<8; i++) //8位计数器
{
dat <<= 1; //移出数据的最高位
SDA = CY; //送数据口
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
SCL = 0; //拉低时钟线
Delay5us(); //延时
}
HMC5883_RecvACK();
}
/**************************************
从IIC总线接收一个字节数据
**************************************/
BYTE HMC5883_RecvByte()
{
BYTE i;
BYTE dat = 0;
SDA = 1; //使能内部上拉,准备读取数据,
for (i=0; i<8; i++) //8位计数器
{
dat <<= 1;
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
dat |= SDA; //读数据
SCL = 0; //拉低时钟线
Delay5us(); //延时
}
return dat;
}
//***************************************************
void Single_Write_HMC5883(uchar REG_Address,uchar REG_data)
{
HMC5883_Start(); //起始信号
HMC5883_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
HMC5883_SendByte(REG_Address); //内部寄存器地址，请参考中文pdf
HMC5883_SendByte(REG_data); //内部寄存器数据，请参考中文pdf
HMC5883_Stop(); //发送停止信号
}
//********单字节读取内部寄存器*************************
//为消除编译器警告，可将此函数注释掉
uchar Single_Read_HMC5883(uchar REG_Address)
{ uchar REG_data;
HMC5883_Start(); //起始信号
HMC5883_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
HMC5883_SendByte(REG_Address); //发送存储单元地址，从0开始
HMC5883_Start(); //起始信号
HMC5883_SendByte(SlaveAddress+1); //发送设备地址+读信号
REG_data=HMC5883_RecvByte(); //读出寄存器数据
HMC5883_SendACK(1);
HMC5883_Stop(); //停止信号
return REG_data;
}
//******************************************************
//连续读出HMC5883内部角度数据，地址范围0x3~0x5
//
//******************************************************
void Multiple_read_HMC5883(void)
{ uchar i;
HMC5883_Start(); //起始信号
HMC5883_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
HMC5883_SendByte(0x03); //发送存储单元地址，从0x32开始
HMC5883_Start(); //起始信号
HMC5883_SendByte(SlaveAddress+1); //发送设备地址+读信号
for (i=0; i<6; i++) //连续读取6个地址数据，存储中BUF
{
BUF[i] = HMC5883_RecvByte(); //BUF[0]存储0x32地址中的数据
if (i == 5)
{
HMC5883_SendACK(1); //最后一个数据需要回NOACK
}
else
{
HMC5883_SendACK(0); //回应ACK
}
}
HMC5883_Stop(); //停止信号
Delay5ms();
}
//初始化HMC5883，根据需要请参考pdf进行修改****
void Init_HMC5883()
{
Single_Write_HMC5883(0x02,0x00); //
}
void uart_init()
{
TMOD=0x20; //TMOD＝0
TH1=0xf3; //12MHZ ，BPS：4800，N，8，1,0xf3=243
TL1=0xf3;
PCON=0x80; //方式一,8位数据位，一位起始位和一位结束位
TR1=1; //
SCON=0x40; //串口通信控制寄存器 模式一
}
void uart_putchar(unsigned char dat)
{
SBUF=dat; //把数据送给sbuf缓存器中
while(TI!=1);//发送标志位 TI如果发送了为1，没发送为0，没发送等待，到了退出循环
TI=0; //到了，TI清为0
}
void uart_printf(unsigned char *buff)
{
while(*buff)
uart_putchar(*buff++);
}
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//主程序********
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void main()
{ // bit sign_bit;
unsigned int i;
int x,y,z;
double angle;
unsigned char str[5];
#ifdef XYZ
unsigned char str_tmp[2];
#endif
delay(500);
uart_init();
Init_HMC5883();
while(1) //循环
{
Multiple_Read_HMC5883(); //连续读出数据，存储在BUF中
//---------显示X轴
x=BUF[0] << 8 | BUF[1]; //Combine MSB and LSB of X Data output register
z=BUF[2] << 8 | BUF[3]; //Combine MSB and LSB of Z Data output register
y=BUF[4] << 8 | BUF[5]; //Combine MSB and LSB of Y Data output register
angle= atan2((double)y,(double)x) * (180 / 3.14159265) + 180; // angle in degrees
angle*=10;
conversion(angle); //计算数据和显示
str[0]=qian;
str[1]=bai;
str[2]=shi;
str[3]='.';
str[4]=ge;
uart_printf("angle is:");
uart_printf(str);
uart_printf(" ");
#ifdef XYZ
uart_printf("x is:");
str_tmp[0]=x/10+'0';
str_tmp[1]=x%10+'0';
uart_printf(str_tmp);
uart_printf(" ");
uart_printf("y is:");
str_tmp[0]=y/10+'0';
str_tmp[1]=y%10+'0';
uart_printf(str_tmp);
uart_printf(" ");
uart_printf("z is:");
str_tmp[0]=z/10+'0';
str_tmp[1]=z%10+'0';
uart_printf(str_tmp);
//uart_printf(" ");
#endif
uart_printf("\r\n");
for (i=0;i<10000;i++); //延时
}
}
实物图：
串口输出图：
对于校准的含义其实很简单；就相当于把5883L的基准线转换到你所设备上的环境（Sensor所贴片的产品）；
目前我所见比较多的是，硬磁；修正offset的值方式如下(以X轴说明为例）：
第一步：是用需校准的sample平放，这样sensor会在各个轴采集到一个max 和min
把其这定义为Xmax（1）和Xmin(1),其它轴类似；同时将该数据作为初始化的值；
第二步：进行360degree旋转，会得到另外的Xmax(2)和Xmin(2);然后将Xmax（1）和Xmax（2）进行比较，从而选择Xmax＝Xmax（1）（while the Xmax（1）>Xmax（2））,Xmin也进行同样的比较；
Last:then the Xoffset：Xoffset=(Xmax(1)+Xmin（1））/2；
该模块主要是考虑校正设备本身磁场的干扰，从而使测量数据更为准确。当然这只是对于要求精度不高的情况下进行设置的；但对于高精度的话，Honeywell 应该也会给你提供一些计算方式的，这你可以询问你买产品的地方，
Offset其实就是一个补偿校准值，而对于补偿校准值的得出，就是通过我上一个贴所说的步骤来进行计算的；
如果你能对每个轴都旋转360度的话，效果更好；而你提高的Max和Min，不是平均后的值，如果平均后那就不存在Max和Min一说，这两个值，是实际你在旋转过程中传感器所采集的数据，通过这样你就可以大概的计算出offset的值（这动作是在calibration时做），在得到offset的值后，后面你所测量的数据就用实际测量的减去offset，那才是你所测量环境的比较准确的磁场值.
你可以通过设定5883L和你的MCU，“单一测量模式”确实只采集一个数据，但是“连续测量模式”就可以进行多个数据的采集，因此在calibration的时候，Honeywell datasheet上有进行说明，使用“连续测量模式”进行校准.
5883水平放置，以Z轴为参考旋转轴，旋转360度。期间MCU不断采样X轴和Y轴数据，将得到的数据筛选出Xmax Xmin Ymax Ymin.
Xoffset=(Xmax+Xmin）/2
Yoffset=(Ymax+Ymin）/2
