QMC5883L说明文档

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QMC5883L源于Honeywell的HMC5883L，是一款表面贴装的集成了信号处理电路的三轴磁性传感器，应用场景主要包括罗盘、导航、无人机、机器人和手持设备等一些高精度的场合。

外形如下图所示：

Figure 1 QMC5883L外观

以下是QMC5883L的内部原理图：

Figure 2 QMC5883L内部原理图

模块定义：

AMR Bridge：三轴磁性传感器

MUX：多路复用通道

PGA：可编程控制的传感器信号增益放大器

Signal Conditioning：进行磁场信号校正及补偿的数字模块

ADC：16位的模数转换器

I²C：总线形式

NVM：用于校正的非易失性存储器

SET/RST Driver：用于初始化磁性传感器的内部驱动

Reference：用于内部偏移的电压/电流基准

Clock Gen.：内部振荡器，用于内部操作

POR：上电复位

Temperature Sensor：用于内部精度/偏移的温度传感器，也可以用于测量温度并输出

QMC5883L有两种工作模式：连续测量模式和待命模式。

连续测量模式：

此模式下，磁性传感器连续进行测量并把测量数据置于数据输出寄存器中。测量数据的偏移和温度的影响将会自动得到补偿。

Ø  正常情况下的读顺序：

1、检查DRDY引脚或轮询状态寄存器(06H)中DRDY 位的状态

2、读取测量数据，数据寄存器被读取的同时，DRDY和DOR被置0

3、数据寄存器一旦被读取，数据保护将启动。直到最后一个数据寄存器(05H)被读取，数据保护才会被解除。其流程图如下：

Figure 3 正常情况下的读顺序

Ø  测量时读取

测量过程中读取的将是之前测量过并保存过的数据，并且这一次测量完成后DRDY将不会被置“1”，即这一次测量的数据丢失掉了。

Figure 4 测量时读取

Ø  数据未读取

如果第N个数据被跳过，当前的数据将会被接下来的数据覆盖掉，此种情形下，DRDY保持高电平直到数据被读取，DOR被置“1”，表示有一串数据丢失，同样，下一次读取操作后DOR将被置“0”。

Figure 5 数据未读取

Ø  数据锁定直至下次测量结束

只要任意一个数据寄存器被读取，所有测量数据将处于被锁定状态。如果下一次测量结束后，最后一个数据寄存器(05H)仍未被读取，数据寄存器将会拒绝新数据更新当前数据的操作，注意看下图，新数据将会被丢失。此类情形下，DOR将会被置“1”，直至下下次数据被读取。

Figure 6 数据锁定直至下次测量结束

待命模式：

QMC5883L上电后默认为待命模式。此状态下，寄存器值将会通过一个超低功耗的LDO保持，对任意寄存器的读写操作都将会唤醒I²C总线接口。内部时钟被停止，同时也不会进行磁场测量。

以下是QMC5883L的寄存器列表：

Figure 7 寄存器列表

00H~05H是数据寄存器，分别存放的是三轴传感器的X、Y和Z轴的值，每两个寄存器构成一个轴的高低字节，表示范围：-32768~32768。

06H是状态寄存器，当传感器数据已测量完毕并准备好DRDY位被置“1”，数据寄存器一旦被读取，DRDY位将被置“0”。OVL是溢出位，当有任意一个轴的测量值超过范围，OVL将被置“1”，当下一次测量不超测量范围时，OVL将会被置“0”。当处于连续模式下测量数据被跳过时DOR被置“1”，而当数据寄存器被读写后置“0”。

07H~08H存放的是QMC5883L内置的温度传感器的输出数据。这里需要注意的是温度传感器的增益出厂前校正过，但偏移没有得到补偿，所以，温度传感器测得的相对值是准确的。温度系数100 LSB/℃。

09H~0AH是QMC5883L的控制寄存器。09H设置工作模式(MODE)、数据输出更新频率(ODR)、传感器测量范围(RNG)以及过采样率(OSR)。0AH设置中断使能(INT_ENB)、点翻转使能(POL_PNT)以及软复位(SOFT_RST)。09H寄存器的设置如下图所示：

Figure 8 09H寄存器设置

INT_ENB被置“0”时，中断引脚(即DRDY)将被使能，置“1”时中断被禁止。

ROL_PNT被置“0”时，I²C总线接口将不会自动在00H~06H间翻转，置“1”时自动翻转。

SOFT_RST被置“1”时对QMC5883L进行软复位，软复位可以发生于任何模式下的任何时段，软复位发生后所有寄存器将会被置默认值。

0BH控制QMC5883L的设置/复位时间，推荐值是设定为0x01。

0DH是器件标识寄存器，其值为0xFF。