[原创] LSM6DSO(X)传感器驱动关键代码解析：read_data_polling例程(一)

littleshrimp 2021-2-27 21:48 楼主

之前介绍了如何通过read_data_polling快速实现传感器数据读取，今天将对read_data_polling例程里的代码功能做一个详细的介绍，通过本内容您将会对read_data_polling例程有一个深入的了解，包ST传感器Standard C驱动的结构，各代码中各函数的功能，以及如何应用在STM32以外的平台等。

前两期帖子可通过以下网址获得：

https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1157546-1-1.html

https://bbs.eeworld.com.cn/thread-1157653-1-1.html

打开例程对应的read_data_polling.c文件可以看到里边有很多宏定义，这些宏定义主要都是针对一些定制的平台（开发板）比如STEVAL_MKI109V3或NUCLEO_F411RE等，如果不是这些平台可以不用考虑这些定义。接着是一些变量，data_raw_开头的是从传感器里读取的加速度、角速度和温度的原数据，单位是LSB。一搬使用时为了更直观的理解需要通过对应的函数进行转换，acceleration_mg就是转换后的加速度数据，对应的单位是mg（毫g）。相应的还有angular_rate_mdps和temperature_degC，用来存放转换后的角速度和温度数据，最后一个”_”后边的字符表示对应的单位，比如角速度是mdps（毫度/秒），温度是摄氏度。

whoamI变量是用来存放读取的WHO_AM_I寄存器数据，几乎所有的ST传感器都有WHO_AM_I寄存器，对应的ID也比较统一，一搬是0x0F。WHO_AM_I可用来判断传感器的型号，更主要的是通过读取到的寄存器值与数据手册中的对比，来判断出单片机或处理器与传感器的通信是否正常。

rst变量用来存放sw_reset位的数据，判断传感器是否复位成功，后边会具体介绍。

read_data_polling.c文件里一共有6个函数，platform_init、platform_delay、tx_com、platform_read、platform_write和lsm6dso_read_data_polling。platform_init是平台的初始化代码，只针对STEVAL_MKI109V3开发板，这个板子可以通过代码来设置传感器的电压，如果不是这个平台可以忽略这部分代码。platform_delay是一段延时，函数内使用了2种延时方式HAL_Delay、和osalThreadDelayMilliseconds，一个是裸跑，一个是针对操作系统。可根据实际情况保留对应的延时函数，去掉对应的宏定义让延时函数生效。和多数传感器一样，LSM6DSOX有一个上电启动时间（Turn-on time），通过数据手册可以看到是35ms。传感器上电后必需经过35ms毫秒后才能和MCU正常通信，platform_delay的作用是防止MCU在传感器没有启动完成前对它进行配置。

接下来是tx_com函数，它的作用是通过串口或USB虚拟串口等发送数据，这里可以根据实际情况启用对应的函数（可以去掉无用的宏定义和其它代码，只保留用到的函数）。platform_write和platform_read是传感器与MCU对应的寄存器读写函数。在对传感器的寄存器读写时，比如如果要从传感器的0x0F寄存器读取一个字节的数据到whoamI变量，执行lsm6dso_device_id_get函数后传感器驱动会调用platform_read函数里与传感器通信的接口，reg对应存存器地址0x0F，bufp是whoamI变量的地址，len为1。Handle对应的是MCU的相应接口，比如是I2C1,还是SPI2等等。

如果使用的MCU不是STM32，只需要把tx_com、platform_read和platform_write里边的内容改成与相应单片机对应的接口即可，tx_com比较容易理解，有些时候可以使用 printf替代。platform_read和platform_write函数比如使用了某款单片机，通信接口是I2C，这里只需要把寄存器地址reg，要发送或者接收的寄存器变量地址bufp，以及一次要发送或者要接收的数据长度len传递给对应MCU的I2C发送或者接收函数。需要注意的是这里使用了I2C地址是8位地址，有些MCU如果使用了7位地址需要做移位处理。如果是SPI需要注意reg的第7位是读写位。

最后是整个例程的核心函数lsm6dso_read_data_polling，它主要功能是对传感器进行配置，然后循环读取传感器的data_ready信号。如果数据准备完成就读取对应的数据，再通过串口输入对应数据。stmdev_ctx_t dev_ctx声明了传感器的上下文( context)，使用时需要把寄存器的读写函数和接口句柄传递给dev_ctx，这样驱动里调用dev_ctx的write_reg写寄存器数据时就会跳到platform_write函数。所以，传感器驱动不需要考虑你的寄存器读写函数起什么名，无论是platform_write还是stm32_i2c_write，驱动都只调用dev_ctx.write_reg，你只要把对应的函数名在这个地方传递给dev_ctx.write_reg即可。

此时如果使用了STM32以外的单片机，因为没有统一的接口句柄，此时dev_ctx.handle设置为null（0）或者不需要设置。

声明了上下文后，接着执行了platform_init函数，用来初始化对应的平台，然后执行了platform_delay延时函数，等传感器上电启动完成。接着通过lsm6dso_device_id_get把传感器的WHO_AM_I寄存器的数据读取到whoamI变量，然后判断whoamI是否等于LSM6DSO_ID。打开lsm6dso_device_id_get函数能看到它是通过lsm6dso_read_reg函数来读取LSM6DSO_WHO_AM_I寄存器，LSM6DSO_WHO_AM_I对应的是0x0FU。接着我们再看lsm6dso_read_reg函数，这里可以看出它调用了ctx->read_reg，也就是之前传递过去的platform_read函数，把接口句柄，寄存器地址，变量指针，和读取长度传递过去。

lsm6dso_reset_set函数用来对传感器进行复位，然后通过读取对应的值来判断复位是否完成。lsm6dso_reset_set函数里先读取了CTRL3_C寄存器，然后将sw_reset置1，又写回到CTRL3_C。作用是在不改变CTRL3_C寄存器其它位的情况下将sw_reset设置为1。我们再来看一下reg.sw_reset是什么，找到lsm6dso_ctrl3_c_t结构体，这里定义了8个变量，每个变量占1bit，一共是一个字节。宏定义DRV_BYTE_ORDER表示字节顺序，可以适合不同的平台，这里设置的是小端模式DRV_LITTLE_ENDIAN，即sw_reset表示BIT0，boot表示BIT7。打开通过数据手册可以看出reg.sw_reset对应CTRL3_C (12h)的第0位（SW_RESET），此位为1时器件复位（reset device）,并且在传感器复位成功后此位会自动清除（This bit is automatically cleared.）。

有了上边的经验我们就很容易理解lsm6dso_reset_get函数的作用了，lsm6dso_reset_get用来读取CTRL3_C (12h)寄存的数据，然后返回第0位。通过do while阻断代码执行，只有读取到的sw_reset为零时才继续执行后边的代码。