c++ - 如何获得可用的加速度计读数

Question

我有一个基于 arduino 的设备 (Teensy 3.2)，我正在尝试从 H3LIS331DL 加速度计分线板上读取数据。我可以写入加速度计上的控制寄存器并从数据寄存器中读取，但我无法获得稳定、有用的数据。

首先，有用的数据。加速度计芯片的数据表只是对数据寄存器说“X轴加速度数据。该值以二进制补码表示。” SparkFun LIS331 库表示“输出的数据是 12 位数据，左对齐，因此数据的低四位始终为零。”如果数据是每轴 12 位，我猜想输出(经过适当调节)应该是 0-4095，零 G 大约是 2048，但这与我得到的不匹配。加速度计现在坐在我的 table 上，X 轴和 Y 轴给出高端和低端的读数(0-19 或 4063-4095)，Z 轴给出 9-80 的读数(始终低于 2048任何方向)。

我对数据的期望是错误的，还是我做了什么没有得到正确的数据？

第二，稳定的数据。此加速度计的低设置为 +/- 100G 范围。我目前的工作台测试是在 -1G 到 +1G(全范围的 1%)，所以我希望输出数据的范围成比例地小，但是从一个恒定位置开始的输出范围已经几乎是全范围的 2%规模。

怎样做才能得到更稳定的输出数据？

#include <i2c_t3.h>

#define ACCEL_NEW_PIN    16

#define CTRL_REG1        0x20
#define CTRL_REG2        0x21
#define CTRL_REG3        0x22
#define CTRL_REG4        0x23
#define OUT_X_L          0x28
#define OUT_X_H          0x29
#define OUT_Y_L          0x2A
#define OUT_Y_H          0x2B
#define OUT_Z_L          0x2C
#define OUT_Z_H          0x2D

#define accelAddress     0x19

volatile bool accelNew = true;
int16_t x, y, z;

void setup() {
  delay(1000);
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("hello, world!");
  accelSetup();
}

void loop(){
  if(accelNew){
    getAccel(x, y, z);
    Serial.println(x);
    Serial.println(y);
    Serial.println(z);
    accelNew = false;
  }
}

void accelSetup(){
  Wire.begin(I2C_MASTER, 0x00, I2C_PINS_18_19, I2C_PULLUP_EXT, 1800000, I2C_OP_MODE_IMM);
  writeAccel(CTRL_REG1, B00111111); //normal mode, 1000Hz, X, Y and Z enabled
  writeAccel(CTRL_REG2, B00110000); //high pass filter enabled
  writeAccel(CTRL_REG3, B00000010); //Data ready output pin enabled
  writeAccel(CTRL_REG4, B10000000); //Block data update enabled, 100G range
  pinMode(ACCEL_NEW_PIN,INPUT);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(ACCEL_NEW_PIN), accelISR, RISING);
}

void accelISR(){
  accelNew = true;
}

void getAccel(int16_t& xAccel, int16_t& yAccel, int16_t& zAccel){
  uint8_t data[6];
  readAccel(OUT_X_L, data, 6);
  xAccel = (data[0] | data[1] << 8) >> 4;
  yAccel = (data[2] | data[3] << 8) >> 4;
  zAccel = (data[4] | data[5] << 8) >> 4;
}

void readAccel(byte address, byte* data, uint8_t bytes)
{
  Wire.beginTransmission(accelAddress);
  Wire.write(address | 0x80);//
  Wire.sendTransmission();
  Wire.sendRequest(accelAddress, bytes);
  while(Wire.available()) *(data++) = Wire.readByte();
}

void writeAccel(byte address, byte data)
{
  Wire.beginTransmission(accelAddress);
  Wire.write(address);
  Wire.write(data);
  Wire.endTransmission();
}

Answer 1

我基本上找到了问题的答案。数据寄存器字节确实需要按照我的方式组合并进行右移，但它需要是有符号右移，而我的代码相当于< strong>unsigned 右移。符号位被误解为值位，并且在数字应该为负数时将结果值发送到范围的顶部。在移位之前将组合的无符号字节转换为有符号整数解决了该问题并使输出数据更有意义。

xAccel = (int16_t)(data[0] | data[1] << 8) >> 4;

好消息是，所有 3 个轴现在都会根据方向吐出具有相同线性斜率的有意义的数据。

坏消息是每个轴在 0G 时与 0 有不同的偏移量，并且每个轴仍然与平均值有大约 +/- 18 的方差/抖动(这比我想要的要高)。