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技能梳理[email protected]+adxl345+电机震动+串口输出
2022-06-30 09:37:00 【Sky_Lannister】
基于f103zet6单片机，使用adxl345检测电机振动频率，串口打印，程序模板是正点原子
1、项目简介
2、实现逻辑
#对adxl345初始化
#检测电机的震动（加速度），通过串口打印
3、应用场景
#检测电机或其它物品的震动
4、核心代码梳理
#define SlaveAddress 0xA6 //定义器件在IIC总线中的从地址,根据ALT ADDRESS地址引脚不同修改 //ALT ADDRESS引脚接地时地址为0xA6，接电源时地址为0x3A
unsigned char BUF[8]; //接收数据缓存区
unsigned char ge,shi,bai,qian,wan; //显示变量
unsigned char err;
float temp_X,temp_Y,temp_Z;
float Acc_X,Acc_Y,Acc_Z,q;
short Frequency;
void SCL_Set_Output(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SCL_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(SCL_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}
void SDA_Set_Output(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(SDA_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}
void SDA_Set_Input(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(SDA_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}
/************************************** 起始信号 **************************************/
void ADXL345_Start(void)
{
SCL_OUT();
SDA_OUT();
SET_SDA();//SDA = 1; //拉高数据线
SET_SCL();//SCL = 1; //拉高时钟线
delay_us(2);//Delay5us(); //延时
CLE_SDA();//SDA = 0; //拉低数据线
delay_us(2);//Delay5us(); //延时
CLE_SCL();//SCL = 0; //拉低时钟线
}
/************************************** 停止信号 **************************************/
void ADXL345_Stop(void)
{
SCL_OUT();
SDA_OUT();
CLE_SDA();//SDA = 0; //拉低数据线
SET_SCL();//SCL = 1; //拉高时钟线
delay_us(2);//Delay5us(); //延时
SET_SDA();//SDA = 1; //产生上升沿
delay_us(2);//Delay5us(); //延时
CLE_SCL();
}
/************************************** 发送应答信号 入口参数:ack (0:ACK 1:NAK) **************************************/
void ADXL345_SendACK(uchar ack)
{
SCL_OUT();
SDA_OUT();
if(ack==0)//SDA = ack; //写应答信号
{
CLE_SDA();
}
else
{
SET_SDA();
}
SET_SCL();//SCL = 1; //拉高时钟线
delay_us(2);//Delay5us(); //延时
CLE_SCL();//SCL = 0; //拉低时钟线
delay_us(5);//Delay5us(); //延时
}
/************************************** 接收应答信号 **************************************/
uchar ADXL345_RecvACK(void)
{
SDA_INT();
SCL_OUT();
SET_SCL();//SCL = 1; //拉高时钟线
delay_us(2);// Delay5us(); //延时
SET_SCL();
if(SDA_VAL()== Bit_SET) //CY = SDA; //读应答信号
{
err = 1;
}
else
{
err = 0;
}
CLE_SCL() ;//SCL = 0; //拉低时钟线
delay_us(5);// Delay5us(); //延时
SDA_OUT();
return err;
}
/************************************** 向IIC总线发送一个字节数据 **************************************/
void ADXL345_SendByte(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
SCL_OUT();
SDA_OUT();
for (i=0; i<8; i++) //8位计数器
{
delay_us(5); //延时
if(dat&0x80) //SDA = CY; //送数据口
{
SET_SDA();}
else
{
CLE_SDA();}
delay_us(5); //延时
SET_SCL();//SCL = 1; //拉高时钟线
delay_us(5); //延时
CLE_SCL();//SCL = 0; //拉低时钟线
dat <<= 1; //移出数据的最高位
}
ADXL345_RecvACK();
}
/************************************** 从IIC总线接收一个字节数据 **************************************/
unsigned char ADXL345_RecvByte(void)
{
unsigned char i;
unsigned char Mid;
unsigned char dat = 0;
SDA_INT();
SCL_OUT();
for (i=0; i<8; i++) //8位计数器
{
dat <<= 1;
delay_us(5); //延时
SET_SCL();
if(SDA_VAL()== Bit_SET) //CY = SDA; //读应答信号
{
Mid = 1;
}
else
{
Mid = 0;
}
if(Mid) dat++;
delay_us(5);
CLE_SCL();//SCL = 0; //拉低时钟线
}
return dat;
}
//******单字节写入*******************************************
void Single_Write_ADXL345(uchar REG_Address,uchar REG_data)
{
ADXL345_Start(); //起始信号
ADXL345_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
ADXL345_SendByte(REG_Address); //内部寄存器地址，请参考中文pdf22页
ADXL345_SendByte(REG_data); //内部寄存器数据，请参考中文pdf22页
ADXL345_Stop(); //发送停止信号
}
//********单字节读取*****************************************
uchar Single_Read_ADXL345(uchar REG_Address)
{
uchar REG_data;
ADXL345_Start(); //起始信号
ADXL345_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
ADXL345_SendByte(REG_Address); //发送存储单元地址，从0开始
ADXL345_Start(); //起始信号
ADXL345_SendByte(SlaveAddress+1); //发送设备地址+读信号
REG_data=ADXL345_RecvByte(); //读出寄存器数据
ADXL345_SendACK(1);
ADXL345_Stop(); //停止信号
return REG_data;
}
//*********************************************************
//
//连续读出ADXL345内部加速度数据，地址范围0x32~0x37
//
//*********************************************************
void Multiple_Read_ADXL345(void)
{
uchar i;
ADXL345_Start(); //起始信号
ADXL345_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
ADXL345_SendByte(0x32); //发送存储单元地址，从0x32开始
ADXL345_Start(); //起始信号
ADXL345_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] = ADXL345_RecvByte(); //BUF[0]存储0x32地址中的数据
if (i == 5)
{
ADXL345_SendACK(1); //最后一个数据需要回NOACK
}
else
{
ADXL345_SendACK(0); //回应ACK
}
}
ADXL345_Stop(); //停止信号
delay_us(5);
}
//*****************************************************************
//初始化ADXL345，根据需要请参考pdf进行修改************************
void Init_ADXL345(void)
{
//
Single_Write_ADXL345(0x31,0x0B); //测量范围,正负16g，13位模式
Single_Write_ADXL345(0x2C,0x08); //速率设定为25 参考pdf13页
Single_Write_ADXL345(0x2D,0x08); //选择电源模式 参考pdf24页 //参考14页表7进行修改
Single_Write_ADXL345(0x2E,0x80); //使能 DATA_READY 中断
Single_Write_ADXL345(0x38,0x00);
Single_Write_ADXL345(0x2F,0x00);
Single_Write_ADXL345(0x1E,0x00); //X 偏移量 根据测试传感器的状态写入pdf29页
Single_Write_ADXL345(0x1F,0x00); //Y 偏移量 根据测试传感器的状态写入pdf29页
Single_Write_ADXL345(0x20,0x05); //Z 偏移量 根据测试传感器的状态写入pdf29页
}
//***********************************************************************
//显示x轴
void ReadData_x(void)
{
int Acc_dis_data,dis_data,Acc_speed,Dis; //变量
Multiple_Read_ADXL345(); //连续读出数据，存储在BUF中
/*获取syz轴加速度*/
Acc_dis_data=(BUF[1]<<8)+BUF[0]; //合成数据
Acc_X=(float)Acc_dis_data*3.9/1000*9.8; //计算数据和显示,查考ADXL345快速入门第4页
Acc_dis_data=(BUF[3]<<8)+BUF[2]; //合成数据
Acc_Y=(float)Acc_dis_data*3.9/1000*9.8; //计算数据和显示,查考ADXL345快速入门第4页
Acc_dis_data=(BUF[5]<<8)+BUF[4]; //合成数据
Acc_Z=(float)Acc_dis_data*3.9/1000*9.8; //计算数据和显示,查考ADXL345快速入门第4页
/*获取syz轴坐标*/
dis_data=(BUF[1]<<8)+BUF[0]; //合成数据
temp_X=(float)dis_data*3.9; //计算数据和显示,查考ADXL345快速入门第4页
dis_data=(BUF[3]<<8)+BUF[2]; //合成数据
temp_Y=(float)dis_data*3.9; //计算数据和显示,查考ADXL345快速入门第4页
dis_data=(BUF[5]<<8)+BUF[4]; //合成数据
temp_Z=(float)dis_data*3.9; //计算数据和显示,查考ADXL345快速入门第4页
}
int main(void)
{
#define ACC_X_FIL 500
#define TEMP_X_FIL 50
#define LINE_FIL_N 10
u8 time=0,j;
u8 fil_count;
uint16_t value_buf[LINE_FIL_N];
u8 i;
u8 t=0;
uint16_t Acc_X_hex, TEMP_X_hex, Acc_X_hex_last, TEMP_X_hex_last;
uint32_t count_num = 0, fre = 0, fre_sum_fil = 0, fre_sum[10] = {
0}, fre_sum_num = 0, fil_sum = 0;
uart_init(115200); //串口初始化为115200
delay_init(); //延时初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
usart3_init(115200); //初始化串口3
KEY_Init();
BEEP_Init();
OLED_Clear();
TIM2_Int_Init(4999,7199);
TIM6_Int_Init(2499,7199);
OLED_Init(); //初始化OLED
Init_ADXL345(); //adxl345初始化
DS18B20_Init(); //DS18B20初始化
printf("start !!!\r\n");
OLED_ShowString(0,0,"Electric machinery",12);
OLED_ShowString(0,52,"ASCII:",12);
OLED_ShowString(64,52,"CODE:",12);
OLED_Refresh_Gram(); //更新显示到OLED
u8 ret;
ret=atk_8266_wifista_test();
delay_ms(1500);
if(ret==2)
{
printf("wifi init ok !!!\r\n");
_mqtt.Init(rxbuf,0,txbuf,0);//MQTT初始化
//MQTT连接
ret=_mqtt.Connect("gl8dRlBcJhj.ESP8266|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=2524608000000|",
"ESP8266&gl8dRlBcJhj",
"223d122ec212698603b5c2af5b73c9d0936e1c1e6327c566ea938089e56452ff");
delay_ms(1500);
delay_ms(1500);//这两段延时可以适当减少，但删掉好像会出问题
}
_mqtt.Init(rxbuf,0,txbuf,0);//MQTT初始化
ret=_mqtt.SubscribeTopic("/sys/a1e8HLT2lBT/test/thing/service/property/set",0,1);
delay_ms(3000);//可以删掉试试
char * string=NULL;
if(Single_Read_ADXL345(0X00)==0xe5)
{
delay_ms(5);
}
else
{
delay_ms(3);
}
j=' ';
while(1)
{
count_num++;
OLED_ShowChar(48,48,j,16,1);//显示ASCII字符
OLED_Refresh_Gram();
j++;
if(j>'~')j=' ';
OLED_ShowNum(103,48,j,3,16);//显示ASCII字符的码值
if(time%100==0){
temperature=DS18B20_Get_Temp();
ReadData_x(); //三轴检测函数
}
//printf("\r\nTemp:%d.%d .C\n",temperature/10,temperature%10);
// printf(" X=%4.3f m/s2 Y=%4.3f m/s2 Z=%4.3f m/s2\r\n",Acc_X,Acc_Y,Acc_Z);
// printf("x轴的值：%.1f y轴的值：%.1f Z轴的值：%.1f\r\n",temp_X,temp_Y,temp_Z);
// printf("%4.3f\r\n",Acc_X);
Acc_X_hex = Acc_X * 1000;
TEMP_X_hex = temp_X;
if((abs(Acc_X_hex - Acc_X_hex_last) > ACC_X_FIL))//滤波
{
fre++;
}
if((abs(TEMP_X_hex - TEMP_X_hex_last) > TEMP_X_FIL))
{
fre++;
}
Acc_X_hex_last = Acc_X_hex;
TEMP_X_hex_last = TEMP_X_hex;
if(count_num % 100 == 0)//经校准此时为1s
{
fre_sum[(fre_sum_num++) % 10] = fre;
for(i=0; i<10; i++)
{
fre_sum_fil += fre_sum[i];
}
fre_sum_fil = fre_sum_fil/10;
printf("\r\nTemp:%d.%d .C\n",temperature/10,temperature%10);
printf("fre is: %d HZ\r\n",fre_sum_fil);
Fre_sum_fil = fre_sum_fil;
fre_sum_fil = 0;
fre = 0;
LED0=!LED0;
}
if(count_num % 10 == 0)
{
printf("%c",0XFF);
printf("%c",0XFF);
printf("%c",(uint16_t)(Acc_X_hex/255));
printf("%c",(uint16_t)Acc_X_hex);
value_buf[fil_count++] = Acc_X_hex;
if(fil_count == LINE_FIL_N)
{
fil_count = 0;
}
for (u8 count=0; count<LINE_FIL_N; count++)
{
fil_sum += value_buf[count];
}
fil_sum = fil_sum / LINE_FIL_N;
printf("%c",(uint16_t)(fil_sum/255));
printf("%c",(uint16_t)fil_sum);
fil_sum = 0;
}
if(alarm_is_free == 10)//alarm_is_free=10,初始值为10
{
if(temperature/10 < 25 && Fre_sum_fil < 40)alarmFlag=0;//蜂鸣器报警
else alarmFlag =1;
}
if(alarm_is_free<10)
{
alarm_is_free++;
}
t=KEY_Scan(0); //得到按键值
if(t == KEY0_PRES)LED0=!LED0;
else if(t == KEY1_PRES){
alarmFlag=!alarmFlag;
delay_ms(20000);
alarm_is_free=0;
}
delay_ms(10);
_mqtt.Init(rxbuf,0,txbuf,0);//MQTT初始化
string=MyCreatJson( );
_mqtt.PublishData("/sys/gl8dRlBcJhj/ESP8266/thing/event/property/post", //具有发布权限的TOPIC
string, //符合json数据格式的消息串
0); //消息等级
free(string);//!!!!发布完要释放空间 ?
}
}
5、部分参考资料
6、注意事项
#这款模块检测的精度不是特别准，几乎可以认为是一个震动传感器，为了出来一个电机其它不突然数据变大的情况，用的一个累加值
完整可运行项目地址
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