Programa - Acelerômetro

1.Introdução

    Neste tutorial é demonstrado a leitura dos dados gerados pelo acelerômetro MMA8451Q com foco na comunicação I2C. Primeiramente é usada a comunicação I2C com pooling e após com interrupção, em seguida, é adiciona a porta USB para transmissão dos dados para um PC.

    O acelerômetro MMA8451Q é um acelerômetro capacitivo, de 3 eixos, com resolução de até 14 bits e medindo até 8g. Ele possui uma porta I2C para comunicação com MCUs e duas saídas para sinalizar interrupções internas. Para controle do dispositivo no barramento I2C há um pino SA0 para que o projetista configure o endereço do mesmo no barramento. Como mostrado na Fig. 1, o pino SA0 está conectado ao nível lógico "1", sendo assim, o endereço do dispositivo no barramento é 1Dh. A Fig. 1 também mostra a tabela de conexão dos pinos do acelerômetro no MCU.

Figura 1. Circuito com o acelerômetro MMA8451Q.

Fonte: (NXP, 2016)

2. Criação do projeto

    Com o projeto criado, é necessário configurar o clock do MCU para 96 MHz, já pensando no uso da porta USB. A configuração do clock já foi abordada no tutorial Programa 3 - Comunicação USB.

    Feitas as configurações para o clock, o passo seguinte é adicionar o componente responsável pelo controle do módulo I2C presente no MCU. No Components Library digite I2C e selecione o componente I2C_LDD. Na aba Interrupt service, deve-se deixar a opção interrupt service desmarcada, na aba settings as configurações devem ficar como na fig. 2.

Figura 2. Configurações para a I2C.

Fonte: Elaborado pelo autor.

    Este MCU possui duas portas I2C, neste exemplo é utilizada a I2C0 e o modo de seleção deve ser MASTER, dizendo ao MCU que ele controla o barramento I2C (MASTER). De acordo com o valor selecionado no combo internal frequency o usuário deverá selecionar, nos dois combos seguintes, os divisores necessários para configurar o clock de SCL em até 100 KHz. Na caixa de texto Target slave address init é configurado o endereço do escravo, que neste exemplo é 1Dh=29d. Na Pins, é possível selecionar os pinos da porta.

    Com estas configurações feitas pode-se passar para a escrita do código do programa.

3. Código do programa

    Neste exemplo é implementado a comunicação I2C com o acelerômetro MMA8451Q. O dispositivo possui uma tabela de 49 registradores, cada um apresenta funções diferentes possibilitando o uso intenso do dispositivo. Para uma aplicação simples, é necessário configurar apenas o registrador 2Ah=42d. Na Fig. 3, temos em detalhes os bits do registrador CTRL_REG1. O bit0 controla o modo de funcionamento, em "0" o dispositivo fica em standby, sem fazer conversões, em "1" o dispositivo inicia as conversões. O bit1 controla o modo de conversões, em "0" as conversões são feitas no modo normal, em "1" no modo fast (contínuas). Passando este bits para "1", o dispositivo já começa a operar.

Figura 3. Detalhes do registrador de controle.

Fonte: Elaborado pelo autor.

    No arquivo main.c, o código abaixo executa a leitura dos 3 registradores de aceleração, X, Y e Z, no modo pooling

CÓDIGO

/* ###################################################################

**     Filename    : main.c

**     Project     : kl25z acelerometro

**     Processor   : MKL25Z128VLK4

**     Version     : Driver 01.01

**     Compiler    : GNU C Compiler

**     Date/Time   : 2016-08-08, 19:51, # CodeGen: 0

**     Abstract    :

**         Main module.

**         This module contains user's application code.

**     Settings    :

**     Contents    :

**         No public methods

**

** ###################################################################*/

/*!

** @file main.c

** @version 01.01

** @brief

**         Main module.

**         This module contains user's application code.

*/         

/*!

**  @addtogroup main_module main module documentation

**  @{

*/         

/* MODULE main */

/* Including needed modules to compile this module/procedure */

#include "Cpu.h"

#include "Events.h"

#include "I2C.h"

#include "WAIT1.h"

#include "KSDK1.h"

#include "LED1.h"

#include "LEDpin1.h"

#include "BitIoLdd1.h"

#include "LED2.h"

#include "LEDpin2.h"

#include "BitIoLdd2.h"

#include "LED3.h"

#include "LEDpin3.h"

#include "BitIoLdd3.h"

/* Including shared modules, which are used for whole project */

#include "PE_Types.h"

#include "PE_Error.h"

#include "PE_Const.h"

#include "IO_Map.h"

/* External 3-axis accelerometer control register addresses */

#define MMA8451_CTRL_REG_1 0x2A

/* MMA8451 3-axis accelerometer control register bit masks */

#define MMA8451_ACTIVE_BIT_MASK 0x01

#define MMA8451_F_READ_BIT_MASK 0x02

/* External 3-axis accelerometer data register addresses */

#define MMA8451_OUT_X_MSB 0x01

#define MMA8451_OUT_X_LSB 0x02

#define MMA8451_OUT_Y_MSB 0x03

#define MMA8451_OUT_Y_LSB 0x04

#define MMA8451_OUT_Z_MSB 0x05

#define MMA8451_OUT_Z_LSB 0x06

/* User includes (#include below this line is not maintained by Processor Expert) */

LDD_TDeviceData *Myi2c;

LDD_TError Error;

bool gb_transmitiu = FALSE;

bool gb_dado_recebido = FALSE;

/*lint -save  -e970 Disable MISRA rule (6.3) checking. */

int main(void)

/*lint -restore Enable MISRA rule (6.3) checking. */

{

/* Write your local variable definition here */

uint8_t c_cmd[4];

/*** Processor Expert internal initialization. DON'T REMOVE THIS CODE!!! ***/

PE_low_level_init();

/*** End of Processor Expert internal initialization.                    ***/

for (;;) {

Myi2c = I2C_Init(NULL);

c_cmd[0] = MMA8451_CTRL_REG_1;

c_cmd[1] = MMA8451_F_READ_BIT_MASK|MMA8451_ACTIVE_BIT_MASK;

gb_transmitiu = FALSE;

Error = I2C_MasterSendBlock(Myi2c, c_cmd, 2, LDD_I2C_SEND_STOP);

if (Error == ERR_OK) {

while (gb_transmitiu == FALSE) {

I2C_Main(Myi2c);

}

}

//agora pergunta o valor do eixo X

WAIT1_Waitus(10);

c_cmd[0] = MMA8451_OUT_X_MSB;

gb_transmitiu = FALSE;

Error = I2C_MasterSendBlock(Myi2c, c_cmd, 1, LDD_I2C_NO_SEND_STOP);

if (Error == ERR_OK) {

while (gb_transmitiu == FALSE) {

I2C_Main(Myi2c);

}

gb_transmitiu = FALSE;

gb_dado_recebido = FALSE;

Error = I2C_MasterReceiveBlock(Myi2c, c_cmd, 3U, LDD_I2C_SEND_STOP);

if (Error == ERR_OK) {

while (!gb_dado_recebido) {

I2C_Main(Myi2c);

}

gb_dado_recebido = FALSE;

if(c_cmd[0]!=255 && c_cmd[0]>50)

LED1_On();

else

LED1_Off();

if(c_cmd[1]!=255 && c_cmd[1]>50)

LED2_On();

else

LED2_Off();

if(c_cmd[2]!=255 && c_cmd[2]>50)

LED3_On();

else

LED3_Off();

}

}

I2C_Deinit(Myi2c);

}

/* Write your code here */

/* For example: for(;;) { } */

/*** Don't write any code pass this line, or it will be deleted during code generation. ***/

  /*** RTOS startup code. Macro PEX_RTOS_START is defined by the RTOS component. DON'T MODIFY THIS CODE!!! ***/

  #ifdef PEX_RTOS_START

    PEX_RTOS_START();                  /* Startup of the selected RTOS. Macro is defined by the RTOS component. */

  #endif

  /*** End of RTOS startup code.  ***/

  /*** Processor Expert end of main routine. DON'T MODIFY THIS CODE!!! ***/

  for(;;){}

  /*** Processor Expert end of main routine. DON'T WRITE CODE BELOW!!! ***/

} /*** End of main routine. DO NOT MODIFY THIS TEXT!!! ***/

/* END main */

/*!

 ** @}

 */

/*

 ** ###################################################################

 **

 **     This file was created by Processor Expert 10.5 [05.21]

 **     for the Freescale Kinetis series of microcontrollers.

 **

 ** ###################################################################

 */

Além dos código acima, é necessário adicionar o código abaixo para os dois eventos que são gerados ao final da transmissão dos dados e após a recepção também. As duas variáveis bool, declaradas no arquivo main.c são atualizadas quando estes eventos ocorrem, alterando o valor delas para TRUE. Antes de executar uma troca de dados com a I2C o usuário deve alterar os valores destas para FALSE.

CÓDIGO

extern bool gb_transmitiu,gb_dado_recebido;

void I2C_OnMasterBlockSent(LDD_TUserData *UserDataPtr)

{

  /* Write your code here ... */

gb_transmitiu=TRUE;

}

/*

** ===================================================================

**     Event       :  I2C_OnMasterBlockReceived (module Events)

**

**     Component   :  I2C [I2C_LDD]

*/

/*!

**     @brief

**         This event is called when I2C is in master mode and finishes

**         the reception of the data successfully. This event is not

**         available for the SLAVE mode and if MasterReceiveBlock is

**         disabled.

**     @param

**         UserDataPtr     - Pointer to the user or

**                           RTOS specific data. This pointer is passed

**                           as the parameter of Init method.

*/

/* ===================================================================*/

void I2C_OnMasterBlockReceived(LDD_TUserData *UserDataPtr)

{

  /* Write your code here ... */

gb_dado_recebido=TRUE;

}

Referências:

NXP, NXP Products. Disponível em <FRDM-KL25Z: Freedom Development Platform for Kinetis® KL14, KL15, KL24, KL25 MCUs>. Acessado em Maio de 2016.