STM32C5开发LSM6DSK320X(6)--倾斜度检测

记帖2026-10-15 17:22

STM32C5开发LSM6DSK320X .6--倾斜度检测

.6--倾斜度检测)

概述

IMU内置倾斜检测（Tilt）功能，通过加速度计感知设备姿态变化，并在满足内部算法判定条件时产生倾斜事件。例如，将设备放在裤子前口袋中，从坐姿变为站姿或从站姿变为坐姿，可触发检测。 Tilt 输出的是倾斜变化事件，不直接提供具体的倾斜角度。

视频教学

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STM32C542CCT6，陀螺仪为LSM6DSK320X，磁力计为LIS2MDL。

参考程序

https://github.com/CoreMaker-lab/STM32C542_LSM6DSK320X_LIS2MDL

https://gitee.com/CoreMaker/STM32C542_LSM6DSK320X_LIS2MDL

串口配置

查看原理图，PA9和PA10设置为开发板的串口。

选择 Connectivity → USART1，设置为 Async 异步模式，波特率 115200、8 位数据、无校验、1 位停止位，启用收发模式。

串口的TX、RX 分别选择 PA9、PA10，均设置为复用模式（Alternate）、无上下拉、推挽输出，速度选择 Low。

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 Pinout 页面，将 PA1、PB2 设置为 GPIO → Configured，分别用于 SA0（I²C 地址选择）和 CS（通信接口选择）。

进入 System → GPIO，将 PA1、PB2 设置为推挽输出、无上下拉、低速，由程序控制输出电平。

板载 LIS2MDL 的 CS 引脚连接 PA6。在 Pinout 页面，将 PA6 设置为 GPIO → Configured。

进入 System → GPIO，将 PA6 命名为 CS2，设置为推挽输出、无上下拉、低速，由程序控制输出电平。

INT设置

IMU 的 INT1（Pin4）连接 STM32C542 的 PB0，用于接收陀螺仪数据就绪中断。

将 PB0 配置为输入、无上下拉，开启 EXTI0，选择下降沿触发（Falling edge），使能中断及 IRQ Handler 生成。

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

打开 STM32CubeIDE，选择 File → Import，导入 STM32CubeMX2 生成的 CMake 工程。

展开 Import STM32 Project，选择 STM32 CMake Project，点击 Next，进入工程路径选择页面。

  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

在 Project Explorer 中选中工程，点击 Project → Properties。

选择 Resource，将 Text file encoding 设置为 Other → GBK，点击 Apply and Close 保存。

串口 printf 重定向

在 main.c 中添加以下头文件，并在 main() 前实现 _write()，将 printf() 输出重定向到 USART1，用于打印 MEMS 数据和调试信息。

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

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/lsm6dsv320x-pid

添加对应驱动程序。

CMake设置

在 CMakeLists.txt 中，将 .c 加入编译，并添加 -u _printf_float，启用 printf() 浮点输出支持。

c 复制代码 
target_sources(${CMAKE_PROJECT_NAME} PRIVATE
    lsm6dsk320x_reg.c
)

target_link_options(${CMAKE_PROJECT_NAME} PUBLIC
    -u _printf_float
)

驱动接口与中断回调配置

在 main.c 中引入 .h，并定义启动等待时间 BOOT_TIME 为 10 ms、读取ID。变量 whoamI 用于保存读取到的设备 ID，dev_ctx 用于绑定底层通信接口，thread_wake 用于标记中断事件。

声明 platform_write()、platform_read() 和 platform_delay()，分别实现寄存器写入、读取及延时。同时，通过 _write() 将 printf() 重定向至 USART1，方便输出检测结果。

在外部中断回调 HAL_EXTI_TriggerCallback() 中，判断中断是否来自 GPIO EXTI0，若匹配则将 thread_wake 置为 1。主循环随后读取传感器状态，判断是否发生事件。回调中仅设置标志位，寄存器读取和串口输出均在主循环中完成。

c 复制代码 
#include "lsm6dsk320x_reg.h"

#define BOOT_TIME 10U
#define BOARD_EXPECTED_ID 0x75U
static uint8_t whoamI;
static stmdev_ctx_t dev_ctx;
static volatile uint8_t thread_wake = 0;
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 platform_delay(uint32_t ms);

/**
 * @brief  EXTI trigger callback
 */
void HAL_EXTI_TriggerCallback(hal_exti_handle_t *hexti, hal_exti_trigger_t trigger) {
    (void)trigger;
    if (HAL_EXTI_GetInstance(hexti) == HAL_EXTI_GPIO_0)
    {
        thread_wake = 1;
    }
}

传感器接口初始化与设备检查

系统初始化完成后，设置 CS1、CS2 为高电平，SA0 为低电平，并将寄存器读写函数、延时函数及 I²C1 句柄绑定到 dev_ctx，建立传感器通信接口。

等待 10 ms 后，读取并通过串口打印设备 ID。当 ID 不匹配 时，程序停止运行；检查通过后，执行软件复位并再次等待 10 ms，随后使能 BDU（块数据更新），为后续检测配置做好准备。

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);

lsm6dsk320x_if_cfg_t if_cfg = {0};
lsm6dsk320x_page_rw_t page_rw = {0};
lsm6dsk320x_emb_func_init_a_t emb_init = {0};
lsm6dsk320x_pin_int_route_t pin_int = {0};

/* 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();
platform_delay(BOOT_TIME);

/* Check device ID */
printf("LSM6DSK320X_ID=0x%x,id=0x%x\n", 0x75, whoamI);

if (whoamI != 0x75)
    while (1);

/* Reset Device*/
lsm6dsk320x_sw_reset(&dev_ctx);
platform_delay(BOOT_TIME);

/* Enable Block Data Update */
lsm6dsk320x_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

加速度计与中断输出配置

将低量程加速度计设置为高性能模式，输出数据率（ODR）为 480 Hz，量程为 ±2 g，为检测提供加速度数据。

随后读取 IF_CFG 寄存器，将 pp_od 和 h_lactive 均设置为 1，再写回寄存器，使中断引脚采用开漏输出、低电平有效方式。对应的 MCU 输入引脚需配置上拉，并使用下降沿触发外部中断。

c 复制代码 
/* Low-G accelerometer: 480 Hz, +/-2 g. */
lsm6dsk320x_xl_setup(&dev_ctx,
                     LSM6DSK320X_ODR_AT_480Hz,
                     LSM6DSK320X_XL_HIGH_PERFORMANCE_MD);

lsm6dsk320x_xl_full_scale_set(&dev_ctx, LSM6DSK320X_2g);

/* INT1: open-drain + active low. */
lsm6dsk320x_read_reg(&dev_ctx, LSM6DSK320X_IF_CFG,
                     (uint8_t *)&if_cfg, 1);

if_cfg.pp_od = 1;
if_cfg.h_lactive = 1;

lsm6dsk320x_write_reg(&dev_ctx, LSM6DSK320X_IF_CFG,
                      (uint8_t *)&if_cfg, 1);

使能倾斜检测

Tilt 利用加速度计检测倾斜姿态变化。例如，手机放在裤子前口袋中，用户由坐姿变为站姿，或由站姿变为坐姿，可产生倾斜事件。

这里检测的是倾斜变化事件，不直接输出具体角度。 本条语句仅使能算法，中断输出还需要后续路由配置。

这一步将嵌入式功能寄存器 EMB_FUNC_EN_A（04h）中的 TILT_EN 位置为 1，启用芯片内部的倾斜检测算法。

c 复制代码 
/* Enable Tilt detection. */
lsm6dsk320x_tilt_mode_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);

切换到嵌入式功能寄存器页

传感器的寄存器分为不同的寄存器页。接下来要访问的 PAGE_RW 和 EMB_FUNC_INIT_A 均属于嵌入式功能寄存器页，因此需要先切换访问区域。

该操作对应 FUNC_CFG_ACCESS（01h）中的 EMB_FUNC_REG_ACCESS 位。

c 复制代码 
  /* Switch to embedded-function register bank. */
	     lsm6dsk320x_mem_bank_set(&dev_ctx, LSM6DSK320X_EMBED_FUNC_MEM_BANK);

配置嵌入式功能中断锁存

将 PAGE_RW（17h）中的 EMB_FUNC_LIR 位置为 1，同时保留寄存器中的其他配置。

开启锁存后，倾斜事件产生的中断请求会被保留，便于 MCU 在主循环中读取处理。结合前面设置的低电平有效模式，事件触发后 INT1 进入有效低电平状态。

在默认 INT_ACK_MASK.IACK_MASK4 = 0 的情况下，读取 EMB_FUNC_STATUS_MAINPAGE 或 EMB_FUNC_STATUS，会清除对应的 Tilt 锁存状态。如果没有其他中断源仍处于有效状态，INT1 随后释放。

c 复制代码 
 /* Latch embedded-function interrupts. */
     lsm6dsk320x_read_reg(&dev_ctx, LSM6DSK320X_PAGE_RW,
                         (uint8_t *)&page_rw, 1);

     page_rw.emb_func_lir = 1;

     lsm6dsk320x_write_reg(&dev_ctx, LSM6DSK320X_PAGE_RW,
                          (uint8_t *)&page_rw, 1);

初始化 Tilt 算法

这一步向 EMB_FUNC_INIT_A（66h）寄存器的 TILT_INIT 位写入 1，发出倾斜检测算法初始化请求。

这不是整颗芯片的软件复位，也不是将当前姿态标定为 0°。 手册将该位定义为算法初始化请求，没有将其定义为用户倾角零点校准。

c 复制代码 
/* Initialize Tilt algorithm. */
     emb_init.tilt_init = 1;

     lsm6dsk320x_write_reg(&dev_ctx, LSM6DSK320X_EMB_FUNC_INIT_A,
                          (uint8_t *)&emb_init, 1);

恢复主寄存器页

嵌入式寄存器配置完成后，恢复主寄存器页，为后续中断路由和状态读取做好准备。

c 复制代码 
/* Restore main register bank. */
     lsm6dsk320x_mem_bank_set(&dev_ctx,
                            LSM6DSK320X_MAIN_MEM_BANK);

将倾斜事件路由到 INT1

先设置软件结构体，随后调用驱动接口，将配置写入芯片，使倾斜事件能够通过 INT1 引脚通知 MCU。

c 复制代码 
   /* Route Tilt event to INT1. */
	     pin_int.tilt = PROPERTY_ENABLE;

	     lsm6dsk320x_pin_int1_route_embedded_set(&dev_ctx, &pin_int);

主循环

主循环持续检查软件标志 thread_wake。当标志为 1 时，先将其清零，再读取 EMB_FUNC_STATUS_MAINPAGE 寄存器，获取嵌入式功能的中断状态。在已开启锁存且中断确认屏蔽保持默认配置的情况下，读取该寄存器会清除对应的锁存事件。

c 复制代码 
while (1)
 {
     if (thread_wake)
     {
         lsm6dsk320x_emb_func_status_mainpage_t status = {0};

         thread_wake = 0;

         /* Read Tilt status and clear the latched event. */
         if (lsm6dsk320x_read_reg(&dev_ctx,
                 LSM6DSK320X_EMB_FUNC_STATUS_MAINPAGE,
                 (uint8_t *)&status, 1) != 0)
         {
             thread_wake = 1;
             platform_delay(100);
             continue;
         }

         if (status.is_tilt)
         {
             printf("Tilt detected\r\n");
         }
     }
 }

演示

改变开发板的倾斜姿态，当满足芯片内部 Tilt 算法的判定条件时，串口输出 Tilt detected。

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