驱动LSM6DS3TR-C实现高效运动检测与数据采集(8)----中断获取FIFO数据并应用MotionFX库解析空间坐标

驱动LSM6DS3TR-C实现高效运动检测与数据采集.8--中断获取FIFO数据并应用MotionFX库解析空间坐标

概述
视频教学
样品申请
源码下载
开启LED
开启INT中断
参考驱动程序
中断读取传感器数据
主程序
演示

概述

本文将探讨如何使用中断机制获取FIFO数据并应用MotionFX库解析空间坐标。MotionFX库是一种用于传感器融合的强大工具，可以将加速度计、陀螺仪和磁力计的数据融合在一起，实现精确的姿态和位置估计。本文将介绍如何初始化和配置MotionFX库，使用中断机制读取FIFO中的传感器数据。FIFO可以作为数据缓冲区，存储传感器的临时数据，防止数据丢失，特别是在处理器忙于其他任务时。本文将利用这些数据进行空间坐标的解析。本章案例基于上节的demo进行修改。

需要样片的可以加群申请：615061293 。

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视频教学

https://www.bilibili.com/video/BV1pm421G7XE/

驱动LSM6DS3TR-C实现高效运动检测与数据采集(8)----中断获取FIFO数据并应用MotionFX库解析空间坐标

样品申请

https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#

源码下载

开启LED

配置PB14为输出模式。
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开启INT中断

陀螺仪LSM6DS3TR-C的中断管脚接到了PB0，需要将PB0设置为中端口。

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开启中断。

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参考驱动程序

https://github.com/STMicroelectronics/lsm6ds3tr-c-pid

中断读取传感器数据

为了使用回调函数并获取FIFO中的数据，在main.c定义了以下变量。

float acc_x,acc_y,acc_z;
float gyr_x,gyr_y,gyr_z;
uint32_t deltatime_1,deltatime_2;
uint8_t deltatime_first=0;stmdev_ctx_t dev_ctx;uint8_t waterm = 0;
/// 用于存储FIFO中读取的数据，每条数据包含24个字节,*2保证数据不溢出
uint8_t fifo_data[20*3*2][6];
// FIFO中当前存储的数据数量
uint16_t fifo_num = 0;
// FIFO中断标志，用于标记是否有新的FIFO数据可供读取
uint8_t fifo_flag=0;uint8_t acc_fifo[20*2][6];
uint8_t gyr_fifo[20*2][6];
uint8_t timestamp_fifo[20*2][6];

mian.c中开启中断。

  lsm6ds3tr_c_int1_route_t pin_int;lsm6ds3tr_c_pin_int1_route_get(&dev_ctx, &pin_int);pin_int.int1_fifo_ovr = PROPERTY_ENABLE;lsm6ds3tr_c_pin_int1_route_set(&dev_ctx, pin_int);

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需要注意优化等级。

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完整初始化如下所示。

  /* USER CODE BEGIN 2 */printf("HELLO!\n");HAL_GPIO_WritePin(CS1_GPIO_Port, CS1_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(SA0_GPIO_Port, SA0_Pin, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(CS2_GPIO_Port, CS2_Pin, GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(100);/* Initialize mems driver interface */dev_ctx.write_reg = platform_write;dev_ctx.read_reg = platform_read;dev_ctx.mdelay = platform_delay;dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;/* Init test platform */
//  platform_init();/* Wait sensor boot time */platform_delay(BOOT_TIME);/* Check device ID */whoamI = 0;lsm6ds3tr_c_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);printf("LSM6DS3TR-C_ID=0x%x,whoamI=0x%x",LSM6DS3TR_C_ID,whoamI);if ( whoamI != LSM6DS3TR_C_ID )while (1); /*manage here device not found *//* Restore default configuration */lsm6ds3tr_c_reset_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);do {lsm6ds3tr_c_reset_get(&dev_ctx, &rst);} while (rst);/* 设置加速度计和陀螺仪的满量程范围 */lsm6ds3tr_c_xl_full_scale_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_4g);lsm6ds3tr_c_gy_full_scale_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_2000dps);/* 启用块数据更新（BDU），当FIFO支持时 */lsm6ds3tr_c_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);lsm6ds3tr_c_xl_power_mode_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_XL_HIGH_PERFORMANCE);	/* 设置加速度计和陀螺仪的输出数据速率：* 在本例中，我们将加速度计和陀螺仪的速率设置为26 Hz*/lsm6ds3tr_c_xl_data_rate_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_XL_ODR_416Hz);lsm6ds3tr_c_gy_data_rate_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_GY_ODR_416Hz);lsm6ds3tr_c_fifo_mode_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_BYPASS_MODE);	HAL_Delay(10);/* 设置FIFO水印为模式的倍数* 在本例中，我们将水印设置为10个模式* 这意味着10个序列：* (陀螺仪 + 加速度计) = 12字节* (外部传感器 + 时间戳) = 12字节*/lsm6ds3tr_c_int1_route_t int_1_reg;uint16_t pattern_len = 24;  // 每个数据集由6个字节组成,4*6=24lsm6ds3tr_c_fifo_watermark_set(&dev_ctx, 10 * pattern_len);/* 将FIFO模式设置为流模式 *///FIFO_CTRL5(0x0A)->STREAM_MODElsm6ds3tr_c_fifo_mode_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_STREAM_MODE);/* 启用时间戳并将其添加到FIFO *///CTRL10_C (19h)->TIMER_ENlsm6ds3tr_c_timestamp_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);//CTRL10_C (19h)->PEDO_EN	lsm6ds3tr_c_pedo_sens_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE); // 根据需求配置步数计数/* 将时间戳分辨率设置为25 μs (WAKE_UP_DUR寄存器中的TIMER_HR位) *///WAKE_UP_DUR (5Ch)->TIMER_HRlsm6ds3tr_c_timestamp_res_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_LSB_25us);//设置第3数据集（Dataset 3）的降采样因子lsm6ds3tr_c_fifo_dataset_3_batch_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_FIFO_DS3_NO_DEC);	//设置第4数据集（Dataset 4）的降采样因子//FIFO_CTRL4 (09h)->DEC_DS4_FIFO[2:0]lsm6ds3tr_c_fifo_dataset_4_batch_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_FIFO_DS4_NO_DEC);// 启用时间戳写入FIFO第四数据集//FIFO_CTRL2 (07h)->TIMER_PEDO_FIFO_ENlsm6ds3tr_c_fifo_pedo_and_timestamp_batch_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);			/* 设置FIFO传感器的降采样因子 */lsm6ds3tr_c_fifo_xl_batch_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_FIFO_XL_NO_DEC);lsm6ds3tr_c_fifo_gy_batch_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_FIFO_GY_NO_DEC);/* 设置FIFO的输出数据速率 *///FIFO_CTRL5 (0Ah)lsm6ds3tr_c_fifo_data_rate_set(&dev_ctx, LSM6DS3TR_C_FIFO_416Hz);lsm6ds3tr_c_int1_route_t pin_int;lsm6ds3tr_c_pin_int1_route_get(&dev_ctx, &pin_int);pin_int.int1_fth = PROPERTY_ENABLE;lsm6ds3tr_c_pin_int1_route_set(&dev_ctx, pin_int);	lsm6ds3tr_c_init();/* USER CODE END 2 */

在stm32h5xx_it.c中添加回调函数引用。

/* USER CODE BEGIN 0 */
extern void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);/* USER CODE END 0 */

处理PB0外部中断线0（EXTI Line0）的中断。

/*** @brief This function handles EXTI Line0 interrupt.*/
void EXTI0_IRQHandler(void)
{/* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 0 */HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_PIN_0);/* USER CODE END EXTI0_IRQn 0 */HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(INT1_Pin);/* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 1 *//* USER CODE END EXTI0_IRQn 1 */
}

在main.c中添加回调函数的定义，检查中断是否由 GPIO_PIN_0 引脚触发，每次发生中断时从传感器获取当前的FIFO状态，并存储在 fifo_status 变量中。读取FIFO数据，并将这些数据存储在一个全局数组 fifo_data 中，以便在主循环或其他地方进行处理。通过切换 LED 的状态，可以直观地了解中断的发生。

/* USER CODE BEGIN 4 */void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0){HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);/* 读取LSM6DS3TR-C的水印标志 */lsm6ds3tr_c_fifo_wtm_flag_get(&dev_ctx, &waterm);		uint16_t num = 0,num1=0;uint16_t num_pattern = 0;if (waterm) {fifo_flag=1;/* 读取FIFO中的字数 */lsm6ds3tr_c_fifo_data_level_get(&dev_ctx, &num);		num_pattern = num / 24*2;		
//			printf( "-- FIFO num %d num_pattern=%d\r\n", num,num_pattern);fifo_num=num_pattern;for(int i=0;i<num_pattern;i++)  {/* 根据传感器的ODR配置，FIFO模式由以下样本序列组成：GYRO, XL 外部传感器 时间戳*/lsm6ds3tr_c_fifo_raw_data_get(&dev_ctx,&gyr_fifo[i][0],3 * sizeof(int16_t));				lsm6ds3tr_c_fifo_raw_data_get(&dev_ctx,&acc_fifo[i][0],6);						//外部传感器数据				lsm6ds3tr_c_fifo_raw_data_get(&dev_ctx,data_raw_none.u8bit,3 * sizeof(int16_t));						lsm6ds3tr_c_fifo_raw_data_get(&dev_ctx,&timestamp_fifo[i][0],3 * sizeof(int16_t));			}	}}
}
/* USER CODE END 4 */

主程序

在主循环中检查FIFO中断标志，如果有新的FIFO数据，则读取并处理这些数据。处理完成后，调用MotionFX库函数进行数据融合计算，以获得传感器的姿态和位置。

  /* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){if(fifo_flag){for(int i=0;i<fifo_num;i++)// 遍历 FIFO 数据数组{	int16_t gyr;				gyr=(gyr_fifo[i][1]<<8) + gyr_fifo[i][0];gyr_x =lsm6ds3tr_c_from_fs2000dps_to_mdps(gyr);gyr=(gyr_fifo[i][3]<<8) + gyr_fifo[i][2];				gyr_y =lsm6ds3tr_c_from_fs2000dps_to_mdps(gyr);gyr=(gyr_fifo[i][5]<<8) + gyr_fifo[i][4];				gyr_z =lsm6ds3tr_c_from_fs2000dps_to_mdps(gyr);
//			printf(
//							"gyr_x:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n",
//							gyr_x, gyr_y, gyr_z);			int16_t acc;acc=(acc_fifo[i][1]<<8) + acc_fifo[i][0];acc_x =lsm6ds3tr_c_from_fs4g_to_mg(acc);acc=(acc_fifo[i][3]<<8) + acc_fifo[i][2];				acc_y =lsm6ds3tr_c_from_fs4g_to_mg(acc);acc=(acc_fifo[i][5]<<8) + acc_fifo[i][4];				acc_z =lsm6ds3tr_c_from_fs4g_to_mg(acc);//			printf(
//							"acc_x:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n",
//							acc_x, acc_y, acc_z);	/* 读取时间戳数据 */uint32_t timestamp=0;timestamp=(timestamp_fifo[i][1]<<16)|(timestamp_fifo[i][0]<<8)|(timestamp_fifo[i][3]);
//        printf("Timestamp: %u\r\n", timestamp);		if(deltatime_first==0)//第一次{deltatime_1=timestamp;deltatime_2=deltatime_1;deltatime_first=1;}else{deltatime_2=timestamp;}lsm6ds3tr_c_motion_fx_determin();	deltatime_1=deltatime_2;}fifo_flag=0;				}/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */