气压计LPS25HB开发(1)----轮询获取气压计数据

概述

本文将介绍如何使用 LPS25HB 传感器来读取数据。主要步骤包括初始化传感器接口、验证设备ID、配置传感器的数据输出率和滤波器，以及通过轮询方式持续读取气压数据和温度数据。读取到的数据会被转换为适当的单位并通过串行通信输出。

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产品特性

LPS25HB是一款压阻式绝对压力传感器，功能作为数字输出气压计。该设备包括一个感测元件和一个IC接口，通过I2C或SPI从感测元件通信至应用程序。
感测元件，用于检测绝对压力，由使用ST开发的专用工艺制造的悬挂膜组成。
LPS25HB采用全模塑、带孔的LGA封装（HLGA）提供。它保证在-30到+105°C的温度范围内操作。封装设计有孔，以允许外部压力到达感测元件。

通信模式

对于LPS25HB，可以使用IIC进行通讯。
最小系统图如下所示。

本文使用的板子原理图如下所示。

速率

该模块支持的I2C速度为快速模式400k。

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，这里使用MCU为STM32WB55RG。
配置时钟树，配置时钟为32M。

串口配置

查看原理图，PB6和PB7设置为开发板的串口。

配置串口。

IIC配置

配置IIC为快速模式，速度为400k。

SA0地址设置

通过设置SA0管脚的高低电平可以改变模块的地址。

这里设置SA0管脚位输出管脚。

串口重定向

打开魔术棒，勾选MicroLIB

在main.c中，添加头文件，若不添加会出现 identifier “FILE” is undefined报错。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函数声明和串口重定向：

/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);return ch;
}
/* USER CODE END PFP */

参考程序

https://github.com/STMicroelectronics/lps25hb-pid

SA0设置模块地址

使能SA0为低电平，配置模块地址。

	HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO_Port, CS_Pin, GPIO_PIN_SET);		HAL_GPIO_WritePin(SA0_GPIO_Port, SA0_Pin, GPIO_PIN_RESET);	//GPIO_PIN_RESET		/* Initialize mems driver interface */stmdev_ctx_t dev_ctx;dev_ctx.write_reg = platform_write;dev_ctx.read_reg = platform_read;dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;/* Wait sensor boot time */HAL_Delay(500);

获取ID

可以向WHO_AM_I (0Fh)获取固定值，判断是否为0xBD。

lps25hb_reset_set为获取函数。

对应的获取ID驱动程序,如下所示。

  /* Check device ID */whoamI = 0;lps25hb_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);printf("LPS25HB_ID=0x%x,whoamI=0x%x\n",LPS25HB_ID,whoamI);if ( whoamI != LPS25HB_ID )while (1); /*manage here device not found */

复位操作

可以向CTRL_REG2 (21h)的SWRESET位写入1进行软件复位。

lps25hb_reset_set为重置函数。

对应的驱动程序,如下所示。

  /* Restore default configuration */lps25hb_reset_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);do {lps25hb_reset_get(&dev_ctx, &rst);} while (rst);

BDU设置

在很多传感器中，数据通常被存储在输出寄存器中，这些寄存器分为两部分：MSB和LSB。这两部分共同表示一个完整的数据值。例如，在一个加速度计中，MSB和LSB可能共同表示一个加速度的测量值。
连续更新模式（BDU = ‘0’）：在默认模式下，输出寄存器的值会持续不断地被更新。这意味着在你读取MSB和LSB的时候，寄存器中的数据可能会因为新的测量数据而更新。这可能导致一个问题：当你读取MSB时，如果寄存器更新了，接下来读取的LSB可能就是新的测量值的一部分，而不是与MSB相对应的值。这样，你得到的就是一个“拼凑”的数据，它可能无法准确代表任何实际的测量时刻。
块数据更新（BDU）模式（BDU = ‘1’）：当激活BDU功能时，输出寄存器中的内容不会在读取MSB和LSB之间更新。这就意味着一旦开始读取数据（无论是先读MSB还是LSB），寄存器中的那一组数据就被“锁定”，直到两部分都被读取完毕。这样可以确保你读取的MSB和LSB是同一测量时刻的数据，避免了读取到代表不同采样时刻的数据。
简而言之，BDU位的作用是确保在读取数据时，输出寄存器的内容保持稳定，从而避免读取到拼凑或错误的数据。这对于需要高精度和稳定性的应用尤为重要。
可以向CTRL_REG1 (20h)的BDU寄存器写入1进行开启。

对应的驱动程序,如下所示。

  /*  Enable Block Data Update */lps25hb_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

设置速率

设置速率和量程可以通过CTRL_REG1 (20h)进行设置。

  /* Set Output Data Rate */lps25hb_data_rate_set(&dev_ctx, LPS25HB_ODR_1Hz);	

轮询读取数据

对于压强和温度数据是否准备好，可以查看STATUS (27h)的Zyxda位，判断是否有新数据到达。

对于压强数据，主要在PRESS_OUT_XL (28h)-PRESS_OUT_H (2Ah)。

压强转换如下所示。

对应代码如下。

    /* Read output only if new value is available */lps25hb_reg_t reg;lps25hb_status_get(&dev_ctx, &reg.status_reg);if (reg.status_reg.p_da) {
//      memset(&data_raw_pressure, 0x00, sizeof(int32_t));
//      lps25hb_pressure_raw_get(&dev_ctx, &data_raw_pressure);
//      pressure_hPa = lps25hb_from_lsb_to_hpa( data_raw_pressure);
//      printf("pressure [hPa]:%6.2f\r\n", pressure_hPa);			uint8_t reg1[3];int32_t ret;lps25hb_read_reg(&dev_ctx, LPS25HB_PRESS_OUT_XL,  reg1, 3);	ret = reg1[2];ret=ret<<8;ret+=reg1[1];ret=ret<<8;ret+=reg1[0];pressure_hPa=	(float)ret / 4096.0f;printf("OUT_XL=%x %x %x %x\n",reg1[0],reg1[1],reg1[2],ret);printf("pressure [hPa]:%6.2f\r\n", pressure_hPa);}

对于温度数据，数据在TEMP_OUT_L (2Bh)-TEMP_OUT_H (2Ch)。

对应代码如下。

    if (reg.status_reg.t_da) {memset(&data_raw_temperature, 0x00, sizeof(int16_t));lps25hb_temperature_raw_get(&dev_ctx, &data_raw_temperature);temperature_degC = lps25hb_from_lsb_to_degc(data_raw_temperature);printf("temperature [degC]:%6.2f\r\n",temperature_degC);}		

演示

正常气压为50hPa到1050hPa之间。