本章分为如下几个部分：

34.1 ADXL345简介

34.2 硬件设计

34.3 软件设计

34.4 下载验证

34.1 ADXL345简介

ADXL345是ADI公司的一款3轴、数字输出的加速度传感器。ADXL345是ADI公司推出的基于iMEMS技术的3轴、数字输出加速度传感器。该加速度传感器的特点有：

l 分辨率高。最高13位分辨率。

l 量程可变。具有+/-2g，+/-4g，+/-8g，+/-16g可变的测量范围。

l 灵敏度高。最高达3.9mg/LSB，能测量不到1.0°的倾斜角度变化。

l 功耗低。40~145uA的超低功耗，待机模式只有0.1uA。

l 尺寸小。整个IC尺寸只有3mm*5mm*1mm，LGA封装。

ADXL支持标准的I2C或SPI数字接口，自带32级FIFO存储，并且内部有多种运动状态检测和灵活的中断方式等特性。ADXL345传感器的检测轴如图34.1.1所示：

图34.1.1 ADXL345的三个检测轴

当ADXL345沿检测轴正向加速时，它对正加速度进行检测。在检测重力时用户需要注意，当检测轴的方向与重力的方向相反时检测到的是正加速度。图33.1.2所示为输出对重力的响应。

图34.1.2 ADXL345输出对重力的响应

图34.1.2列出了ADXL345在不同摆放方式时的输出，以便后续分析。接下来我们看看ADXL345的引脚图，如图34.1.3所示：

图34.1.3 ADXL345引脚图

ADXL345支持SPI和IIC两种通信方式，为了节省IO口，战舰STM32开发板采用的是IIC方式连接，官方推荐的IIC连接电路如图34.1.4所示：

图34.1.4 ADXL345 IIC模式连接电路

从上图可看出，ADXL345的连接十分简单，外围需要的器件也极少（就2个电容），如上连接（SDO/ALT ADDRESS接地），则ADXL345的地址为0X53（不含最低位），如果SDO/ALT ADDRESS接高，那么ADXL345的地址将变为0X1D（不含最低位）。IIC通信的时序我们在之前已经介绍过（第二十七章，IIC实验），这里就不再细说了。

最后，我们介绍一下ADXL345的初始化步骤。ADXL345的初始化步骤如下：

1） 上电

2） 等待1.1ms

3） 初始化命令序列

4） 结束

其中上电这个动作发生在开发板第一次上电的时候，在上电之后，等待1.1ms左右，就可以开始发送初始化序列了，初始化序列一结束，ADXL345就开始正常工作了。这里的初始化序列，最简单的只需要配置3个寄存器，如表34.1.1所示：

步骤    地址  寄存器名字	寄存器值	功能描述
1	0X31	DATA_FORMAT	0X0B	±16g，13位模式
2	0X2D	POWER_CTL	0X08	测量模式
3	0X2E	INT_ENABLE	0X80	使能DATA_READY中断
ADXL345最简单的初始化命令序列

发送以上序列给ADXL345以后，ADXL345即开始正常工作。

ADXL345我们就介绍到这里，详细的介绍，请参考ADXL345的数据手册。

34.2 硬件设计

本实验采用STM32的3个普通IO连接ADXL345，本章实验功能简介：主函数不停的查询ADXL345的转换结果，得到x、y和z三个方向的加速度值（读数值），然后将其转换为与自然系坐标的角度，并将结果在LCD模块上显示出来。DS0来指示程序正在运行，通过按下WK_UP按键，可以进行ADXL345的自动校准（DS1用于提示正在校准）。

所要用到的硬件资源如下：

1） 指示灯DS0、DS1

2） WK_UP按键

3） TFTLCD模块

4） ADXL345

前3个，在之前的实例已经介绍过了，这里我们仅介绍ADXL345与战舰STM32开发板的连接。该接口与MCU的连接原理图如34.2.1所示：

图34.2.1 ADXL345与STM32的连接电路图

从上图可以看出，ADXL345通过三根线与STM32开发板连接，其中IIC总线时和24C02以及RDA5820共用，接在PB10和PB11上面。ADXL345的两个中断输出，这里我们只用了一个，连接在STM32的PF11脚，另外这里的地址线是接3.3V，所以ADXL345的地址是0X1D，转换为0X3A写入，0X3B读取。

34.3 软件设计

打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建一个ADXL345的文件夹。然后新建一个adxl345.c和adxl345.h的文件保存在JOYPAD文件夹下，并将这个文件夹加入头文件包含路径。

打开adxl345.c文件，输入如下代码：

#include "adxl345.h"

#include "sys.h"

#include "delay.h"

#include "math.h"

//初始化ADXL345.

//返回值:0,初始化成功;1,初始化失败.

u8 ADXL345_Init(void)

{

IIC_Init(); //初始化IIC总线

if(ADXL345_RD_Reg(DEVICE_ID)==0XE5) //读取器件ID

{

ADXL345_WR_Reg(DATA_FORMAT,0X2B);

//低电平中断输出,13位全分辨率,输出数据右对齐,16g量程

ADXL345_WR_Reg(BW_RATE,0x0A); //数据输出速度为100Hz

ADXL345_WR_Reg(POWER_CTL,0x28); //链接使能,测量模式

ADXL345_WR_Reg(INT_ENABLE,0x00); //不使用中断

ADXL345_WR_Reg(OFSX,0x00);

ADXL345_WR_Reg(OFSY,0x00);

ADXL345_WR_Reg(OFSZ,0x00);

return 0;

}

return 1;

}

//写ADXL345寄存器

//addr:寄存器地址

//val:要写入的值

//返回值:无

void ADXL345_WR_Reg(u8 addr,u8 val)

{

IIC_Start();

IIC_Send_Byte(ADXL_WRITE); //发送写器件指令

IIC_Wait_Ack();

IIC_Send_Byte(addr); //发送寄存器地址

IIC_Wait_Ack();

IIC_Send_Byte(val); //发送值

IIC_Wait_Ack();

IIC_Stop(); //产生一个停止条件

}

//读ADXL345寄存器

//addr:寄存器地址

//返回值:读到的值

u8 ADXL345_RD_Reg(u8 addr)

{

u8 temp=0;

IIC_Start();

IIC_Send_Byte(ADXL_WRITE); //发送写器件指令

temp=IIC_Wait_Ack();

IIC_Send_Byte(addr); //发送寄存器地址

temp=IIC_Wait_Ack();

IIC_Start(); //重新启动

IIC_Send_Byte(ADXL_READ); //发送读器件指令

temp=IIC_Wait_Ack();

temp=IIC_Read_Byte(0); //读取一个字节,不继续再读,发送NAK

IIC_Stop(); //产生一个停止条件

return temp; //返回读到的值

}

//读取ADXL的平均值

//x,y,z:读取10次后取平均值

void ADXL345_RD_Avval(short *x,short *y,short *z)

{

short tx=0,ty=0,tz=0;

u8 i;

for(i=0;i<10;i++)

{

ADXL345_RD_XYZ(x,y,z);

delay_ms(10);

tx+=(short)*x; ty+=(short)*y; tz+=(short)*z;

}

*x=tx/10; *y=ty/10; *z=tz/10;

}

//自动校准

//xval,yval,zval:x,y,z轴的校准值

void ADXL345_AUTO_Adjust(char *xval,char *yval,char *zval)

{

short tx,ty,tz;

u8 i;

short offx=0,offy=0,offz=0;

ADXL345_WR_Reg(POWER_CTL,0x00); //先进入休眠模式.

delay_ms(100);

ADXL345_WR_Reg(DATA_FORMAT,0X2B);

//低电平中断输出,13位全分辨率,输出数据右对齐,16g量程

ADXL345_WR_Reg(BW_RATE,0x0A); //数据输出速度为100Hz

ADXL345_WR_Reg(POWER_CTL,0x28); //链接使能,测量模式

ADXL345_WR_Reg(INT_ENABLE,0x00); //不使用中断 ` ADXL345_WR_Reg(OFSX,0x00);

ADXL345_WR_Reg(OFSY,0x00);

ADXL345_WR_Reg(OFSZ,0x00);

delay_ms(12);

for(i=0;i<10;i++)

{

ADXL345_RD_Avval(&tx,&ty,&tz);

offx+=tx; offy+=ty; offz+=tz;

}

offx/=10; offy/=10; offz/=10;

*xval=-offx/4; *yval=-offy/4; *zval=-(offz-256)/4;

ADXL345_WR_Reg(OFSX,*xval);

ADXL345_WR_Reg(OFSY,*yval);

ADXL345_WR_Reg(OFSZ,*zval);

}

//读取3个轴的数据

//x,y,z:读取到的数据

void ADXL345_RD_XYZ(short *x,short *y,short *z)

{

u8 buf[6],i;

IIC_Start();

IIC_Send_Byte(ADXL_WRITE); //发送写器件指令

IIC_Wait_Ack();

IIC_Send_Byte(0x32); //发送寄存器地址(数据缓存的起始地址为0X32)

IIC_Wait_Ack();

IIC_Start(); //重新启动

IIC_Send_Byte(ADXL_READ); //发送读器件指令

IIC_Wait_Ack();

for(i=0;i<6;i++)

{

if(i==5)buf[i]=IIC_Read_Byte(0); //读取一个字节,不继续再读,发送NACK

else buf[i]=IIC_Read_Byte(1); //读取一个字节,继续读,发送ACK

}

IIC_Stop(); //产生一个停止条件

*x=(short)(((u16)buf[1]<<8)+buf[0]);

*y=(short)(((u16)buf[3]<<8)+buf[2]);

*z=(short)(((u16)buf[5]<<8)+buf[4]);

}