TuxMonkey/bf_original_balance_chassis
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167
modules/BMI088/bmi088.c
View File

@@ -3,3 +3,170 @@
#include "stdlib.h"
#include "memory.h"
#define REG 0
#define DATA 1
#define ERROR 2
// BMI088初始化配置数组for accel,第一列为reg地址,第二列为写入的配置值,第三列为错误码(如果出错)
static uint8_t BMI088_Accel_Init_Table[BMI088_WRITE_ACCEL_REG_NUM][3] =
{
{BMI088_ACC_PWR_CTRL, BMI088_ACC_ENABLE_ACC_ON, BMI088_ACC_PWR_CTRL_ERROR},
{BMI088_ACC_PWR_CONF, BMI088_ACC_PWR_ACTIVE_MODE, BMI088_ACC_PWR_CONF_ERROR},
{BMI088_ACC_CONF, BMI088_ACC_NORMAL | BMI088_ACC_800_HZ | BMI088_ACC_CONF_MUST_Set, BMI088_ACC_CONF_ERROR},
{BMI088_ACC_RANGE, BMI088_ACC_RANGE_6G, BMI088_ACC_RANGE_ERROR},
{BMI088_INT1_IO_CTRL, BMI088_ACC_INT1_IO_ENABLE | BMI088_ACC_INT1_GPIO_PP | BMI088_ACC_INT1_GPIO_LOW, BMI088_INT1_IO_CTRL_ERROR},
{BMI088_INT_MAP_DATA, BMI088_ACC_INT1_DRDY_INTERRUPT, BMI088_INT_MAP_DATA_ERROR}};
// BMI088初始化配置数组for gyro,第一列为reg地址,第二列为写入的配置值,第三列为错误码(如果出错)
static uint8_t BMI088_Gyro_Init_Table[BMI088_WRITE_GYRO_REG_NUM][3] =
{
{BMI088_GYRO_RANGE, BMI088_GYRO_2000, BMI088_GYRO_RANGE_ERROR},
{BMI088_GYRO_BANDWIDTH, BMI088_GYRO_2000_230_HZ | BMI088_GYRO_BANDWIDTH_MUST_Set, BMI088_GYRO_BANDWIDTH_ERROR},
{BMI088_GYRO_LPM1, BMI088_GYRO_NORMAL_MODE, BMI088_GYRO_LPM1_ERROR},
{BMI088_GYRO_CTRL, BMI088_DRDY_ON, BMI088_GYRO_CTRL_ERROR},
{BMI088_GYRO_INT3_INT4_IO_CONF, BMI088_GYRO_INT3_GPIO_PP | BMI088_GYRO_INT3_GPIO_LOW, BMI088_GYRO_INT3_INT4_IO_CONF_ERROR},
{BMI088_GYRO_INT3_INT4_IO_MAP, BMI088_GYRO_DRDY_IO_INT3, BMI088_GYRO_INT3_INT4_IO_MAP_ERROR}};
// @attention : 以上两个数组配合各自的初始化函数使用. 若要修改请参照BMI088 datasheet
// ---------------------------以下私有函数,用于读写BMI088寄存器--------------------------------//
/**
* @brief 读取BMI088寄存器Accel
*
* @param bmi088 待读取的BMI088实例
* @param reg 待读取的寄存器地址
* @param dataptr 读取到的数据存放的指针
* @param len 读取长度
*/
static void BMI088AccelRead(BMI088Instance *bmi088, uint8_t reg, uint8_t *dataptr, uint8_t len)
{
static uint8_t tx[8] = {0x80, 0}; // 读取,第一个字节为0x80 | reg,第二个是dummy data
tx[0] |= reg;
SPITransRecv(bmi088->spi_acc, dataptr, tx, 2); // 第一个先发送reg地址,第二个发送dummy data
SPIRecv(bmi088->spi_acc, dataptr, len); // 第三个开始发送数据,别担心,会覆盖掉前面的数据(2个字节)
}
/**
* @brief 读取BMI088寄存器Gyro
*
* @param bmi088 待读取的BMI088实例
* @param reg 待读取的寄存器地址
* @param dataptr 读取到的数据存放的指针
* @param len 读取长度
*/
static void BMI088GyroRead(BMI088Instance *bmi088, uint8_t reg, uint8_t *dataptr, uint8_t len)
{
static uint8_t tx = 0x80; // 读取,第一个字节为0x80 | reg
tx |= reg;
SPITransRecv(bmi088->spi_gyro, dataptr, &tx, 1); // 发送reg地址
SPIRecv(bmi088->spi_gyro, dataptr, len); // 别担心,会覆盖掉前面的数据(1个字节)
}
/**
* @brief 写accel寄存器.对spitransmit形式上的封装
* @attention 只会向目标reg写入一个字节,因为只有1个字节所以直接传值(指针是32位反而浪费)
*
* @param bmi088 待写入的BMI088实例
* @param reg 待写入的寄存器地址
* @param data 待写入的数据(注意不是指针)
*/
static void BMI088AccelWrite(BMI088Instance *bmi088, uint8_t reg, uint8_t data)
{
SPITransmit(bmi088->spi_acc, &data, 1);
}
/**
* @brief 写gyro寄存器.形式上的封装
* @attention 只会向目标reg写入一个字节,因为只有1个字节所以直接传值(指针是32位反而浪费)
*
* @param bmi088 待写入的BMI088实例
* @param reg 待写入的寄存器地址
* @param data 待写入的数据(注意不是指针)
*/
static void BMI088GyroWrite(BMI088Instance *bmi088, uint8_t reg, uint8_t data)
{
SPITransmit(bmi088->spi_gyro, &data, 1);
}
// -------------------------以上为私有函数,用于读写BMI088寄存器--------------------------------//
// -------------------------以下为私有函数,用于初始化BMI088acc和gyro--------------------------------//
/**
* @brief 初始化BMI088加速度计,提高可读性分拆功能
*
* @param bmi088 待初始化的BMI088实例
* @return uint8_t ERROR CODE if any problems here
*/
static uint8_t BMI088AccelInit(BMI088Instance *bmi088)
{
// 后续添加reset和通信检查
// code to go here ...
// 检查ID,如果不是0x1E(bmi088 whoami寄存器值),则返回错误
uint8_t whoami_check = 0;
BMI088AccelRead(bmi088, BMI088_ACC_CHIP_ID, &whoami_check, 1);
if (whoami_check != BMI088_ACC_CHIP_ID_VALUE)
return BMI088_NO_SENSOR;
// 初始化寄存器,提高可读性
uint8_t reg = 0;
uint8_t data = 1;
uint8_t error = 2;
// 使用sizeof而不是magic number,这样如果修改了数组大小,不用修改这里的代码;或者使用宏定义
for (uint8_t i = 0; i < sizeof(BMI088_Accel_Init_Table) / sizeof(BMI088_Accel_Init_Table[0]); i++)
{
reg = BMI088_Accel_Init_Table[i][REG];
data = BMI088_Accel_Init_Table[i][DATA];
BMI088AccelWrite(bmi088, reg, data); // 写入寄存器
BMI088AccelRead(bmi088, reg, &data, 1); // 写完之后立刻读回检查
if (data != BMI088_Accel_Init_Table[i][DATA])
error |= BMI088_Accel_Init_Table[i][ERROR];
//{i--;} 可以设置retry次数,如果retry次数用完了,则返回error
}
return error;
}
/**
* @brief 初始化BMI088陀螺仪,提高可读性分拆功能
*
* @param bmi088 待初始化的BMI088实例
* @return uint8_t ERROR CODE
*/
static uint8_t BMI088GyroInit(BMI088Instance *bmi088)
{
// 后续添加reset和通信检查
// code to go here ...
// 检查ID,如果不是0x0F(bmi088 whoami寄存器值),则返回错误
uint8_t whoami_check = 0;
BMI088GyroRead(bmi088, BMI088_GYRO_CHIP_ID, &whoami_check, 1);
if (whoami_check != BMI088_GYRO_CHIP_ID_VALUE)
return BMI088_NO_SENSOR;
// 初始化寄存器,提高可读性
uint8_t reg = 0;
uint8_t data = 1;
uint8_t error = 2;
// 使用sizeof而不是magic number,这样如果修改了数组大小,不用修改这里的代码;或者使用宏定义
for (uint8_t i = 0; i < sizeof(BMI088_Gyro_Init_Table) / sizeof(BMI088_Gyro_Init_Table[0]); i++)
{
reg = BMI088_Gyro_Init_Table[i][REG];
data = BMI088_Gyro_Init_Table[i][DATA];
BMI088GyroWrite(bmi088, reg, data); // 写入寄存器
BMI088GyroRead(bmi088, reg, &data, 1); // 写完之后立刻读回检查
if (data != BMI088_Gyro_Init_Table[i][DATA])
error |= BMI088_Gyro_Init_Table[i][ERROR];
//{i--;} 可以设置retry次数,如果retry次数用完了,则返回error
}
return error;
}
// -------------------------以上为私有函数,用于初始化BMI088acc和gyro--------------------------------//
// 考虑阻塞模式和非阻塞模式的兼容性,通过条件编译(则需要在编译前修改宏定义)或runtime参数判断
// runtime的开销不大(一次性判断),但是需要修改函数原型,增加参数,代码长度增加(但不多)
// runtime如何修改callback?根据参数选择是否给spi传入callback,如果是阻塞模式,则不传入callback,如果是非阻塞模式,则传入callback(bsp会检查是否NULL)
// 条件编译的开销小,但是需要修改宏定义,增加编译时间,同时人力介入
// 根据实际情况选择(说了和没说一样!)
BMI088Instance *BMI088Register(BMI088_Init_Config_s *config)
{
}

35
modules/BMI088/bmi088.h
View File

@@ -1,4 +1,4 @@
#ifndef __BMI088_H__
#ifndef __BMI088_H__ // 防止重复包含
#define __BMI088_H__
#include "bsp_spi.h"
@@ -7,17 +7,30 @@
#include "bsp_pwm.h"
#include "stdint.h"
#define BMI088_PRE_CALI_ACC_X_OFFSET 0.0f
#define BMI088_PRE_CALI_ACC_Y_OFFSET 0.0f
// macro to go here... 预设标定参数
// bmi088工作模式枚举
typedef enum
{
BMI088_BLOCK_PERIODIC_MODE = 0, // 阻塞模式,周期性读取
BMI088_BLOCK_TRIGGER_MODE, // 阻塞模式,触发读取(中断)
} BMI088_Work_Mode_e;
// bmi088标定方式枚举,若使用预设标定参数,注意修改预设参数
typedef enum
{
BMI088_CALIBRATE_MODE = 0, // 初始化时进行标定
BMI088_LOAD_PRE_CALI_MODE, // 使用预设标定参数
} BMI088_Work_Mode_e;
BMI088_LOAD_PRE_CALI_MODE, // 使用预设标定参数,
} BMI088_Calibrate_Mode_e;
/* BMI088实例结构体定义 */
typedef struct
{
// 传输模式和工作模式控制
BMI088_Work_Mode_e mode;
BMI088_Work_Mode_e work_mode;
BMI088_Calibrate_Mode_e cali_mode;
// SPI接口
SPIInstance *spi_gyro; // 注意,SPIInstnace内部也有一个GPIOInstance,用于控制片选CS
SPIInstance *spi_acc; // 注意,SPIInstnace内部也有一个GPIOInstance,用于控制片选CS
@@ -35,6 +48,9 @@ typedef struct
float gyro_offset[3]; // 陀螺仪零偏
float gNorm; // 重力加速度模长,从标定获取
float acc_coef; // 加速度计原始数据转换系数
// 传感器灵敏度,用于计算实际值(regNdef.h中定义)
float BMI088_ACCELL_SEN;
float BMI088_GYRO_SEN;
// 用于计算两次采样的时间间隔
uint32_t bias_dwt_cnt;
} BMI088Instance;
@@ -46,11 +62,20 @@ typedef struct
SPI_Init_Config_s spi_acc_config;
GPIO_Init_Config_s gyro_int_config;
GPIO_Init_Config_s acc_int_config;
BMI088_Work_Mode_e mode;
BMI088_Work_Mode_e work_mode;
BMI088_Calibrate_Mode_e cali_mode;
PID_Init_Config_s heat_pid_config;
PWM_Init_Config_s heat_pwm_config;
} BMI088_Init_Config_s;
/**
* @brief 初始化BMI088,返回BMI088实例指针
* @note 一般一个开发板只有一个BMI088,所以这里就叫BMI088Init而不是Register
*
* @param config bmi088初始化配置
* @return BMI088Instance* 实例指针
*/
BMI088Instance *BMI088Register(BMI088_Init_Config_s *config);
#endif // !__BMI088_H__

52
modules/BMI088/bmi088.md
View File

@@ -0,0 +1,52 @@
# BMI088
## 数据读写规则(so called 16-bit protocol)
加速度计读取read:
1. bit 0 :1 bit 1-7: reg address
2. dummy read,加速度计此时返回的数据无效
3. 真正的数据从第三个字节开始.
通过SPI传输三个字节(分三次)
byte1: 1(读)+7位寄存器地址
byte2: 没用
byte3: 读取到的数据
write写入:
1. bit 0: 0 bit1-7: reg address
2. 要写入寄存器的数据(注意没有dummy byte)
---
**注意,陀螺仪和加速度计的读取不同**
陀螺仪gyro读取read:
1. bit 0 :1 bit1-7: reg address
2. 读回的数据
通过SPI传输两个字节(分两次)
byte1: 1(读)+7位寄存器地址
byte2: 读取到的数据
write写入:
1. bit0 : 0 bit1-7 : reg address
2. 写入的数据
## IT非阻塞模式下BMI088读取流程
数据准备完成标志位:`uint8_t BMI088_READY_FLAG` 总共8个位 也可以用位域可读性更高
1. 当accel int中断发生,开启DMA SPI传输,完成后将acc ready置位
2. 当gyro int中断发生,开启DMA SPI传输,完成后将gyro ready置位
3. 当温度数据中断发生,开启DMA传输,完成后将温度标志位置位
> 由于DMA传输非阻塞,启动传输后只有到传输完成时才会拉高片选结束SPI transfer,因此需要在callback中加入标志位置位的操作.
这可以通过条件编译完成.
温度数据不需要和accel和gyro同步,它不参与姿态解算,可以不用管.
当加速度数据和陀螺仪数据都准备完成之后,唤醒姿态解算任务INs_taSk,进行一次解算.唤醒可以通过软件开启EXTI中断,在中断中调用实时系统的vTaskNotifyFromISR()完成,也可以将任务ready标志位置位,当运行到对应位置时检查标志位判断是否要进行任务.时间间隔不是大问题,inS_TAsK中有dwt用于计算两次任务执行的间隔,它将会自动处理好bias的大小
`__HAL_GPIO_EXTI_GENERATE_SWIT()` `HAL_EXTI_GENERATE_SWI()`
of course,两者的数据更新实际上可以异步进行,这里为了方便起见当两者数据都准备好以后再行融合

4
modules/BMI088/bmi088_regNdef.h
View File

@@ -209,7 +209,7 @@
#define BMI088_GYRO_125_SEN 0.000066579027251980956150958662738366f
/* BMI088错误码枚举 */
enum
typedef enum
{
BMI088_NO_ERROR = 0x00,
BMI088_ACC_PWR_CTRL_ERROR = 0x01,
@@ -229,6 +229,6 @@ enum
BMI088_SELF_TEST_ACCEL_ERROR = 0x80,
BMI088_SELF_TEST_GYRO_ERROR = 0x40,
BMI088_NO_SENSOR = 0xFF,
};
} BMI088_ERORR_CODE_e;
#endif