STM32C5开发LSM6DSOW(1)----轮询获取陀螺仪数据

记帖2026-07-29 14:54

STM32C5开发LSM6DSOW .1--轮询获取陀螺仪数据

.1--轮询获取陀螺仪数据)

概述

LSM6DSOW是一款系统级封装，具有一个3D数字加速度计和一个3D数字陀螺仪，在高性能模式下以0.55 mA的电流工作，并且具有始终开启的低功耗特性，可为消费者提供最佳的运动体验。

LSM6DSOW支持主流OS的要求，可提供9 KB的真实、虚拟和批处理传感器用于动态数据批处理。意法半导体的MEMS传感器模块系列具有稳健成熟的制造工艺，已经用于微型机械加速度计和陀螺仪产品。多种传感元件采用专门的微型机械加工工艺制造，而IC接口采用CMOS技术开发，可以设计出专用电路，对该电路进行修调可以更好地匹配传感元件的特性。

LSM6DSO的满量程加速度范围为±2/±4/±8/±16 g，角速率范围为±125/±250/±500/±1000/±2000 dps。

LSM6DSWO完全支持EIS和OIS应用，因为该模块包含专用于OIS的可配置信号处理路径以及可配置用于陀螺仪和加速度计的辅助SPI。

LSM6DSOW对机械冲击具有高度耐受性，这使其成为系统设计者创建和制造可靠产品时的最佳选择。LSM6DSOW采用塑料焊盘栅格阵列（LGA）封装。

视频教学

https://www.bilibili.com/video/BV1wa3j61EsH/

样品申请

https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#

源码下载

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，需要的可以进行申请。

主控为STM32C542CC，陀螺仪为LSM6DSOW，磁力计为LIS2MDL。

参考程序

https://github.com/CoreMaker-lab/STM32C542_LSM6DOW_LIS2MDL

https://gitee.com/CoreMaker/STM32C542_LSM6DOW_LIS2MDL

所有功能

● 功耗：在组合高性能模式下为0.55 mA

● 加速度计和陀螺仪的低功耗带来"始终开启"体验

● 高达9 KB的智能FIFO

● 与安卓兼容

● ±2/±4/±8/±16 g满量程

● ±125/±250/±500/±1000/±2000 dps 满量程

● 模拟供电电压：1.71 V到3.6 V

● 独立IO供电（1.62 V）

● 紧凑外形：2.5 mm x 3 mm x 0.83 mm

● SPI / I²C和MIPI I3CSM串行接口，支持主处理器数据同步功能

● 辅助SPI用于陀螺仪和加速度计的OIS数据输出

● 高级计步器，步伐侦测和步数计算

● 大幅运动检测，倾斜度检测

● 标准中断：自由落体、唤醒、6D/4D方向检测、单击和双击

● 可编程有限状态机：加速度计、陀螺仪，以及外部传感器

● 嵌入式温度传感器

● 符合ECOPACK®、RoHS和"绿色"要求

串口配置

查看原理图，PA9和PA10设置为开发板的串口。

  1. 在左侧 Peripherals 中选择 Connectivity → USART1
  2. Mode 选择 Async，表示配置为异步串口模式
  3. Function used by the component 显示为 UART，说明 USART1 在异步模式下使用 UART HAL 驱动
  4. 串口参数配置为：115200 波特率、8 位数据位、无校验、1 位停止位、收发模式
  1. GPIO Tx：USART1_TX 选择 PA9
  2. GPIO Rx：USART1_RX 选择 PA10
  3. PA9 / PA10 均配置为 Alternate 复用功能模式
  4. Pull 选择 No pull-up and no pull-down，Output type 选择 Push pull，Speed 选择 Low

通信模式

对于LSM6DSOW，可以使用SPI或者IIC进行通讯。

最小系统图如下所示。

在CS管脚为1的时候，为IIC模式。

本文使用的板子原理图如下所示。

管脚定义

IIC通信模式

在在使用IIC通讯模式的时候，SA0是用来控制IIC的地址位的。

对于IIC的地址，可以通过SA0引脚修改。TA0引脚可以用来修改设备地址的最低有效位。如果SA0引脚连接到电源电压，LSb（最低有效位）为'1'（地址1101011b）；否则，如果SA0引脚连接到地线，LSb的值为'0'（地址1101010b）。

接口如下所示。

主要使用的管脚为CS、SCL、SDA、SA0。

速率

该模块支持的速度为普通模式(100k)和快速模式(400k)。

IIC配置

STM32C542CCT6通过扩展接口与传感器模块连接，其中PB6作为I²C时钟线SCL，PB7作为I²C数据线SDA

首先在 STM32CubeMX2 中进入 Peripherals 外设配置页面，在 Connectivity 分类中选择 I2C1，并将 I2C1 外设使能。

如图所示，本实验的 I2C1 配置步骤如下：

  1. 点击左侧 Peripherals 外设配置入口
  2. 在 Connectivity 分类中选择 I2C1
  3. 将 I2C1 Mode 设置为 I2C，并确认 I2C1 显示为 Active
  4. Speed frequency 设置为 Fast mode - 400 kHz
  5. 确认 I2C1 的 GPIO 引脚映射，SCL 为 PB6，SDA 为 PB7

CS和SA0设置

确认 LSM6DSOW 的 I2C 模式选择和地址选择：

CS 需要处于 I2C 模式对应电平

SA0 需要固定为高电平或低电平

将 PA1 和 PB2 配置为普通 GPIO。

在 STM32CubeMX2 的 Pinout 页面中，将 PA1 和 PB2 配置为普通 GPIO。

SA0：用于选择 LSM6DSR 的 I2C 地址

CS：用于选择 LSM6DSR 的通信接口模式

在右侧 Pin signals 中，将对应引脚设置为 GPIO → Configured，表示该引脚将作为普通 GPIO 使用，由用户程序控制输出高低电平。

进入 System → GPIO 配置页面，可以看到 PA1 和 PB2 已经被加入 GPIO 配置列表。

本实验中将 PB2 作为 CS 控制脚 , 将 PA1 作为 SA0 控制脚 。

由于还有一个磁力计，需要把该CS也使能。

在 STM32CubeMX2 的 Pinout 页面中，将 PA6配置为普通 GPIO。

进入 System → GPIO 配置页面， PA6 作为 CS2 控制脚 。

生成项目

  1. 修改配置后，左下角会提示 Click to save，需要先保存当前工程配置
  2. 点击左侧 Project settings，进入工程生成设置页面
  3. 在 IDE Project Generation 中选择工程格式和工具链，本例选择 CMake + GCC，然后点击 Generate IDE project 生成工程

导入STM32CubeIDE

  1. 打开 STM32CubeIDE，点击菜单栏 File
  2. 选择 Import...，准备导入 STM32CubeMX2 生成的 CMake 工程
  1. 在 Import 窗口中展开 Import STM32 Project
  2. 选择 STM32 CMake Project
  3. 点击 Next，进入 CMake 工程路径选择页面
  1. Project name：填写导入到 STM32CubeIDE 中显示的工程名称
  2. Source directory：选择 STM32CubeMX2 生成的 CMake 工程目录
  3. 点击 Next，继续完成工程导入
  1. Toolchain：选择 MCU ARM GCC，表示使用 ARM GCC 工具链进行编译
  2. MCU：确认芯片型号为 STM32C542CCTx，与前面 STM32CubeMX2 中选择的 MCU 保持一致
  3. CPU/Core：确认内核为 Cortex-M33，Core 为 0
  4. 点击 Finish，完成 CMake 工程导入

设置工程编码

  1. 在 Project Explorer 中选中当前工程
  2. 点击菜单栏 Project
  3. 选择 Properties，进入工程属性设置
  1. 在工程属性中选择 Resource
  2. Text file encoding 选择 Other
  3. 编码格式输入 GBK
  4. 点击 Apply and Close 保存设置

添加头文件

在 main.c 中添加头文件

c 复制代码 
#include "mx_usart1.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>

printf 重定向

为了让 printf() 输出到 USART1，需要重写 _write() 函数。GCC 工程中，printf() 底层会调用 _write() 输出字符，因此只需要在 _write() 中调用 HAL_UART_Transmit()，就可以把 printf() 的内容通过串口发送出去。

c 复制代码 
int _write(int file, char *ptr, int len)
{
    hal_uart_handle_t *huart1 = mx_usart1_uart_gethandle();

    if (huart1 != NULL)
    {
        HAL_UART_Transmit(huart1, ptr, len, 1000);
    }

    return len;
}

参考程序

https://github.com/STMicroelectronics/lsm6dso-pid

添加对应驱动程序。

CMake设置

把lsm6dso_reg.c 加入 CMake 编译 。

c 复制代码 
# Stubs to be able to add compiler flag overrides, e.g. -Os
target_sources(${CMAKE_PROJECT_NAME} PRIVATE
  # Add additional source files here
  lsm6dso_reg.c
)

printf 输出浮点数需要额外开启 float printf 支持。

CMake 官方说明 target_link_options() 就是给可执行目标添加 linker options 的命令。

c 复制代码 
target_link_options(${CMAKE_PROJECT_NAME} PUBLIC
  # Add additional linker flags here
  -u _printf_float
)

头文件设置

添加头文件。

c 复制代码 
#include "lsm6dso_reg.h"

初始换管脚

由于需要向LSM6DSO_I2C_ADD_L写入以及为IIC模式。

所以使能CS为高电平，配置为IIC模式。

配置SA0为低电平。

c 复制代码 
	  printf("HELLO\n");
	  HAL_GPIO_WritePin(CS1_PORT, CS1_PIN, HAL_GPIO_PIN_SET);
	  HAL_GPIO_WritePin(SA0_PORT, SA0_PIN, HAL_GPIO_PIN_RESET);
	  HAL_GPIO_WritePin(CS2_PORT, CS2_PIN, HAL_GPIO_PIN_SET);

变量定义。

c 复制代码 
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
#define    BOOT_TIME      10

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
static int16_t data_raw_acceleration[3];
static int16_t data_raw_angular_rate[3];
static int16_t data_raw_temperature;
static float_t acceleration_mg[3];
static float_t angular_rate_mdps[3];
static float_t temperature_degC;
static uint8_t whoamI, rst;
static uint8_t tx_buffer[1000];

/* Extern variables ----------------------------------------------------------*/

/* Private functions ---------------------------------------------------------*/

/*
 *   WARNING:
 *   Functions declare in this section are defined at the end of this file
 *   and are strictly related to the hardware platform used.
 *
 */
static int32_t platform_write(void *handle, uint8_t reg, const uint8_t *bufp,
                              uint16_t len);
static int32_t platform_read(void *handle, uint8_t reg, uint8_t *bufp,
                             uint16_t len);
static void tx_com( uint8_t *tx_buffer, uint16_t len );
static void platform_delay(uint32_t ms);
static void platform_init(void *handle);

获取ID

我们可以向WHO_AM_I (0Fh)获取固定值，判断是否为0x6C。

对应的获取ID驱动程序,如下所示。

c 复制代码 
	  stmdev_ctx_t dev_ctx;
	  /* Initialize mems driver interface */
	  dev_ctx.write_reg = platform_write;
	  dev_ctx.read_reg = platform_read;
	  dev_ctx.mdelay = platform_delay;
	  dev_ctx.handle = mx_i2c1_i2c_gethandle();
	  /* Init test platform */
//	  platform_init(dev_ctx.handle);
	  /* Wait sensor boot time */
	  platform_delay(BOOT_TIME);
	  /* Check device ID */
	  lsm6dso_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);
	  printf("LSM6DSO_ID=0x%x,id=0x%x\n",LSM6DSO_ID,whoamI);
	  if (whoamI != LSM6DSO_ID)
	    while (1);

复位传感器

该代码首先对 LSM6DOW进行软件复位。

c 复制代码 
  /* Restore default configuration */
  lsm6dso_reset_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

  do {
    lsm6dso_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CTRL3_C(12h)的BDU寄存器写入1进行开启。

对应的驱动程序,如下所示。

c 复制代码 
  /* Disable I3C interface */
  lsm6dso_i3c_disable_set(&dev_ctx, LSM6DSO_I3C_DISABLE);
  /* Enable Block Data Update */
  lsm6dso_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

配置输出数据率与测量量程

该代码用于配置 LSM6DOW 加速度计和陀螺仪的基本采样参数：

● 将加速度计和陀螺仪的输出数据率均设置为 12.5 Hz，即每秒产生约 12.5 组新的传感器数据。

● 将加速度计量程设置为 ±2 g。

● 将陀螺仪量程设置为 ±2000 dps。

对应程序如下所示。

c 复制代码 
	  /* Set Output Data Rate */
	  lsm6dso_xl_data_rate_set(&dev_ctx, LSM6DSO_XL_ODR_12Hz5);
	  lsm6dso_gy_data_rate_set(&dev_ctx, LSM6DSO_GY_ODR_12Hz5);
	  /* Set full scale */
	  lsm6dso_xl_full_scale_set(&dev_ctx, LSM6DSO_2g);
	  lsm6dso_gy_full_scale_set(&dev_ctx, LSM6DSO_2000dps);

配置加速度计低通滤波器

该代码用于配置数字滤波链，选择 LPF1 + LPF2 低通滤波路径：

c 复制代码 
  /* Configure filtering chain(No aux interface)
   * Accelerometer - LPF1 + LPF2 path
   */
  lsm6dso_xl_hp_path_on_out_set(&dev_ctx, LSM6DSO_LP_ODR_DIV_100);
  lsm6dso_xl_filter_lp2_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

轮询读取传感器数据

程序在主循环中持续检测传感器的数据状态。当加速度、角速度或温度数据更新后，读取对应的原始数据，转换为实际物理量，并通过串口打印输出。

c 复制代码 
    while (1) {
        /* Read output only if new xl value is available */
        lsm6dsv_all_sources_get(&dev_ctx, &all_sources);

        if (all_sources.drdy_xl) {
          /* Read acceleration field data */
          memset(data_raw_acceleration, 0x00, 3 * sizeof(int16_t));
          lsm6dsv_acceleration_raw_get(&dev_ctx, data_raw_acceleration);
          acceleration_mg[0] =
            lsm6dsv_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[0]);
          acceleration_mg[1] =
            lsm6dsv_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[1]);
          acceleration_mg[2] =
            lsm6dsv_from_fs2_to_mg(data_raw_acceleration[2]);
          printf("Acceleration [mg]:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n",
                  acceleration_mg[0], acceleration_mg[1], acceleration_mg[2]);
        }

        if (all_sources.drdy_gy) {
          /* Read angular rate field data */
          memset(data_raw_angular_rate, 0x00, 3 * sizeof(int16_t));
          lsm6dsv_angular_rate_raw_get(&dev_ctx, data_raw_angular_rate);
          angular_rate_mdps[0] =
            lsm6dsv_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[0]);
          angular_rate_mdps[1] =
            lsm6dsv_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[1]);
          angular_rate_mdps[2] =
            lsm6dsv_from_fs2000_to_mdps(data_raw_angular_rate[2]);
          printf("Angular rate [mdps]:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n",
                  angular_rate_mdps[0], angular_rate_mdps[1], angular_rate_mdps[2]);
        }

        if (all_sources.drdy_temp) {
          /* Read temperature data */
          memset(&data_raw_temperature, 0x00, sizeof(int16_t));
          lsm6dsv_temperature_raw_get(&dev_ctx, &data_raw_temperature);
          temperature_degC = lsm6dsv_from_lsb_to_celsius(
                               data_raw_temperature);
          printf("Temperature [degC]:%6.2f\r\n", temperature_degC);
        }

    }

演示

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