霍尼韦尔 HMC5883L 是一种表面贴装的高集成模块，并带有数字接口的弱磁传感器芯片，应用于低成本罗盘和磁场检测领域。HMC5883L 包括最先进的高分辨率 HMC118X 系列磁阻传感器，并附带霍尼韦尔专利的集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使罗盘精度控制在 1°~2°的 12 位模数转换器.简易的 I2C 系列总线接口。HMC5883L 是采用无铅表面封装技术，带有 16 引脚，尺寸为 3.0X3.0X0.9mm。HMC5883L 的所应用领域有手机、笔记本电脑、消费类电子、汽车导航系统和个人导航系统
HMC5883主要有接口是IIC,同时提供一个数据中断引脚,一般而言,电路设计如下
该传感器芯片的驱动并不复杂,主要是设置几个寄存器,如下所示
//HMC5883寄存器定义
//寄存器地址定义
#define HMC_CONFIG_A_REG 0X00 //配置寄存器A
//bit0-bit1 xyz是否使用偏压,默认为0正常配置
//bit2-bit4 数据输出速率, 110为最大75HZ 100为15HZ 最小000 0.75HZ
//bit5-bit5每次采样平均数 11为8次 00为一次#define HMC_CONFIG_B_REG 0X01 //配置寄存器B
//bit7-bit5磁场增益 数据越大,增益越小 默认001#define HMC_MODE_REG 0X02 //模式设置寄存器
//bit0-bit1 模式设置 00为连续测量 01为单一测量#define HMC_XMSB_REG 0X03 //X输出结果
#define HMC_XLSB_REG 0X04#define HMC_ZMSB_REG 0X05 //Z输出结果
#define HMC_ZLSB_REG 0X06#define HMC_YMSB_REG 0X07 //Y输出结果
#define HMC_YLSB_REG 0X08#define HMC_STATUS_REG 0X09 //只读的状态
//bit1 数据更新时该位自动锁存,等待用户读取,读取到一半的时候防止数据改变
//bit0 数据已经准备好等待读取了,DRDY引脚也能用#define HMC_CHEAK_A_REG 0X0A //三个识别寄存器,用于检测芯片完整性
#define HMC_CHEAK_B_REG 0X0B
#define HMC_CHEAK_C_REG 0X0C#define HMC_CHECKA_VALUE 0x48 //三个识别寄存器的默认值
#define HMC_CHECKB_VALUE 0x34
#define HMC_CHECKC_VALUE 0x33建议选择最大速率,八倍采样输出,同时该传感器支持读写地址指针自动变化,但是针对随机读取的驱动而言,该特性不重要
另外,一般而言,地址为0x3c,驱动代码如下
#include "hmc5883.h"
#include "math.h"struct HMCVALUE hmcValue;
u8 dataReady = 0;//IO方向设置
#define HMC_SDA_IN() {GPIOC->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOC->CRH|=8;}
#define HMC_SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOC->CRH|=3;}//IO操作函数
#define HMC_SCL PCout(9) //SCL
#define HMC_SDA PCout(8) //SDA
#define HMC_READ_SDA PCin(8) //输入SDA #define HMC_DRDY PCin(7)/**************************HMC5883 IIC驱动函数*********************************/static void Hmc5883IOInit(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE ); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//PC7 drdy引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ; //浮空输入GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);HMC_SCL = 1;HMC_SDA = 1;
}//发送IIC起始信号
static void ComStart(void)
{HMC_SDA_OUT(); //sda线输出HMC_SDA=1; HMC_SCL=1;DelayUs(5);HMC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low DelayUs(5);HMC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
//发送IIC停止信号
static void ComStop(void)
{HMC_SDA_OUT();//sda线输出HMC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highHMC_SCL=1;DelayUs(5);HMC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号DelayUs(5);
}
//等待ACK,为1代表无ACK 为0代表等到了ACK
static u8 ComWaitAck(void)
{u8 waitTime = 0;HMC_SDA_OUT();//sda线输出HMC_SDA = 1;DelayUs(5);HMC_SDA_IN(); //SDA设置为输入HMC_SCL=1;DelayUs(5);while(HMC_READ_SDA){waitTime++;DelayUs(1);if(waitTime > HMC_ACK_WAIT_TIME){ComStop();return 1;}}HMC_SCL = 0;return 0;}static void ComSendAck(void)
{HMC_SCL = 0;HMC_SDA_OUT();HMC_SDA = 0;DelayUs(2);HMC_SCL = 1;DelayUs(5);HMC_SCL = 0;DelayUs(5);
}static void ComSendNoAck(void)
{HMC_SCL = 0;HMC_SDA_OUT();HMC_SDA = 1;DelayUs(2);HMC_SCL = 1;DelayUs(5);HMC_SCL = 0;DelayUs(5);
}
//返回0 写入收到ACK 返回1写入未收到ACK
static u8 ComSendByte(u8 byte)
{u8 t; HMC_SDA_OUT(); for(t=0;t<8;t++){ HMC_SDA=(byte&0x80)>>7;byte<<=1; HMC_SCL=1;DelayUs(5); HMC_SCL=0; DelayUs(5);} return ComWaitAck();
}static void ComReadByte(u8* byte)
{u8 i,receive=0;HMC_SDA_IN();//SDA设置为输入for(i=0;i<8;i++ ){receive <<= 1;HMC_SCL=1; DelayUs(5);if(HMC_READ_SDA)receive++;HMC_SCL=0; DelayUs(5); } *byte = receive;
}/**************************HMC5883 IIC驱动函数*********************************///向HMC写入一个字节数据,失败返回1 成功返回0
u8 Hmc5883WriteReg(u8 regValue,u8 setValue)
{u8 res;ComStart(); //起始信号res = ComSendByte(HMC_ADDR); //发送设备地址+写信号if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endifreturn res;}res = ComSendByte(regValue); //内部寄存器地址if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endifreturn res;}res = ComSendByte(setValue); //内部寄存器数据if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endifreturn res;}ComStop(); //发送停止信号return res;
}//**************************************
//从I2C设备读取一个字节数据
//**************************************
u8 Hmc5883ReadReg(u8 regAddr,u8* readValue)
{u8 res;ComStart(); //起始信号res = ComSendByte(HMC_ADDR); //发送设备地址+写信号if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endifreturn res;}res = ComSendByte(regAddr); //发送存储单元地址，从0开始 if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endifreturn res;}ComStart(); //起始信号res = ComSendByte(HMC_ADDR+1); //发送设备地址+读信号if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endifreturn res;}ComReadByte(readValue); //读出寄存器数据ComSendNoAck(); //发送非应答信号ComStop(); //停止信号return res;
}static void HmcDefaultConfig(void)
{Hmc5883WriteReg(HMC_CONFIG_A_REG,HMC_DEFAULT_CONFIGA_VALUE);Hmc5883WriteReg(HMC_CONFIG_B_REG,HMC_DEFAULT_CONFIGB_VALUE);Hmc5883WriteReg(HMC_MODE_REG,HMC_DEFAULT_MODE_VALUE);
}//配置HMC drdy引脚中断
void HmcDrdyPinIntInit(void)
{EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//GPIOC.7 中断线以及中断初始化配置 下降沿触发GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource7);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line7;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿中断EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn; //使能所在的外部中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = HMC_DRDY_PreemptionPriority; //抢占优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = HMC_DRDY_SubPriority; //子优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}//对应的外部中断处理函数
void EXTI9_5_IRQHandler()
{if(EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line7) == SET){EXTI_ClearFlag(EXTI_Line7);dataReady = 1;}
}
//失败返回1,初始化通过之后基本通讯就没有问题了就可以不再判定通讯结果了
u8 HmcInit(void)
{u8 hmcCheckValue = 0x00;u8 res = 0;Hmc5883IOInit(); //接口初始化while(HMC_DRDY == 1);//等待数据引脚正常HmcDrdyPinIntInit();//配置中断DelayMs(100);//验证A识别res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_A_REG,&hmcCheckValue);if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endif}if(hmcCheckValue != HMC_CHECKA_VALUE) //自检通过{return 1;}//验证B识别res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_B_REG,&hmcCheckValue);if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endif}if(hmcCheckValue != HMC_CHECKB_VALUE) //自检通过{return 1;}//验证C识别res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_C_REG,&hmcCheckValue);if(res){#ifdef HMC_DEBUGprintf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);#endif}if(hmcCheckValue != HMC_CHECKC_VALUE) //自检通过{return 1;}HmcDefaultConfig();//全部验证通过return 0;
}void Hmc5883Reflush(void)
{u16 xValue = 0x00,yValue = 0x00,zValue = 0x00;u8 temp;Hmc5883ReadReg(HMC_XMSB_REG,&temp);xValue |= temp;xValue <<=8;Hmc5883ReadReg(HMC_XLSB_REG,&temp);xValue |= temp;Hmc5883ReadReg(HMC_ZMSB_REG,&temp);zValue |= temp;zValue <<=8;Hmc5883ReadReg(HMC_ZLSB_REG,&temp);zValue |= temp;Hmc5883ReadReg(HMC_YMSB_REG,&temp);yValue |= temp;yValue <<=8;Hmc5883ReadReg(HMC_YLSB_REG,&temp);yValue |= temp;hmcValue.hmcXvalue = (s16)xValue;hmcValue.hmcYvalue = (s16)yValue;hmcValue.hmcZvalue = (s16)zValue;hmcValue.hmcAxis = atan2((double)hmcValue.hmcYvalue,(double)hmcValue.hmcXvalue) * (180 / 3.14159265) + 180; // angle in degrees#ifdef HMC_DEBUGprintf("x = %d \t y = %d \t z = %d \t axis = %f\r\n",xValue,yValue,zValue,hmcValue.hmcAxis);#endif
}头文件定义如下(中断有优先级请自行定义)
#ifndef __HMC5883_H_
#define __HMC5883_H_#include "common.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "ioremap.h"
#include "uart.h"#define HMC_DEBUG 1 //是否输出调试信息//没有主机改变地址的话地址是可以自动更新的,不过该驱动没有用这个模式//HMC5883寄存器定义
//寄存器地址定义
#define HMC_CONFIG_A_REG 0X00 //配置寄存器A
//bit0-bit1 xyz是否使用偏压,默认为0正常配置
//bit2-bit4 数据输出速率, 110为最大75HZ 100为15HZ 最小000 0.75HZ
//bit5-bit5每次采样平均数 11为8次 00为一次#define HMC_CONFIG_B_REG 0X01 //配置寄存器B
//bit7-bit5磁场增益 数据越大,增益越小 默认001#define HMC_MODE_REG 0X02 //模式设置寄存器
//bit0-bit1 模式设置 00为连续测量 01为单一测量#define HMC_XMSB_REG 0X03 //X输出结果
#define HMC_XLSB_REG 0X04#define HMC_ZMSB_REG 0X05 //Z输出结果
#define HMC_ZLSB_REG 0X06#define HMC_YMSB_REG 0X07 //Y输出结果
#define HMC_YLSB_REG 0X08#define HMC_STATUS_REG 0X09 //只读的状态
//bit1 数据更新时该位自动锁存,等待用户读取,读取到一半的时候防止数据改变
//bit0 数据已经准备好等待读取了,DRDY引脚也能用#define HMC_CHEAK_A_REG 0X0A //三个识别寄存器,用于检测芯片完整性
#define HMC_CHEAK_B_REG 0X0B
#define HMC_CHEAK_C_REG 0X0C#define HMC_CHECKA_VALUE 0x48 //三个识别寄存器的默认值
#define HMC_CHECKB_VALUE 0x34
#define HMC_CHECKC_VALUE 0x33//HMC5883地址定义
#define HMC_ADDR 0X3C //写地址,读地址+1//HMC5883 初始化宏定义
#define HMC_DEFAULT_CONFIGA_VALUE 0x78 //75hz 8倍采样 正常配置
#define HMC_DEFAULT_CONFIGB_VALUE 0x00 //+-0.88GA增益
#define HMC_DEFAULT_MODE_VALUE 0x00 //连续测量模式#define HMC_ACK_WAIT_TIME 200 //iic通讯时的ack等待时间//HMC5883驱动结构体定义
typedef struct HMCVALUE
{s16 hmcXvalue;s16 hmcYvalue;s16 hmcZvalue;double hmcAxis;
}HMCVALUE;u8 HmcInit(void);u8 Hmc5883WriteReg(u8 regValue,u8 setValue);u8 Hmc5883ReadReg(u8 regAddr,u8* readValue);void Hmc5883Reflush(void);extern struct HMCVALUE hmcValue;
extern u8 dataReady;#endif引脚连接电路如下
![[11]ESP32+三轴磁罗盘HMC5883L移植与调试](https://img-blog.csdnimg.cn/20190829132409951.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIwNTE1NDYx,size_16,color_FFFFFF,t_70)
