AS5600磁编码器获取角度（IIC方式）的简单应用
文章目录
- 一、AS5600是什么？
- 二、硬件
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- 1.引脚说明
- 2.硬件连接
- 3.实物固定
- 三、软件
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- 1.初始化配置代码如下（示例）：
- 2.AS5600是否正常代码如下（示例）：
- 3.AS5600读取字节代码如下（示例）：
- 4.AS5600写字节代码如下（示例）：
- 5.AS5600读双字节代码如下（示例）：
- 6.获取相对角度代码如下（示例）：
- 7.手轮判断测试代码如下（示例）：
- 四、测试结果
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- 1.正转
- 2.反转
- 五、总结
一、AS5600是什么？
AS5600是一个易于编程的磁旋转位置传感器，具有高分辨率的12位模拟或PWM输出。该传感器采用非接触式系统，可测量磁化轴上直径的绝对角度，并适用于应用于非接触式电位器的稳健设计，消除了外部杂散磁场的影响。
AS5600的设计目的是为了满足工业标准，并通过I²C接口支持简单的用户编程，无需专门的程序员即可设置非易失性参数。默认情况下，输出表示0到360度的范围。此外，用户还可以定义一个较小的输出范围，并通过编程设置零角（起始位置）和最大值角度（停止位置）。
此外，AS5600还配备了智能低功耗模式，可自动降低功耗。在使用时，输入引脚(DIR)可选择输出的极性以反映旋转方向。如果DIR接地，则输出值随顺时针旋转而增加；如果DIR连接到VDD，则输出值逆时针旋转而增加。
二、硬件
1.引脚说明
| 引脚编号 | 引脚名称 | 引脚描述 |
|---|---|---|
| 1 | VDD5V | 5V模式的正电压供电(要求100nf，解耦电容) |
| 2 | VDD3V3 | 3.3V模式的正电压供电外置1μf去耦电容(5V模式) |
| 3 | OUT | 模拟/PWM输出 |
| 4 | GND | 电源地 |
| 5 | PGO | 程序选项(内部上拉，连接GND =编程方案B) |
| 6 | SDA | I²C数据(考虑外部上拉) |
| 7 | SCL | I²C时钟(考虑外部上拉) |
| 8 | DIR | 方向极性(GND =值顺时针增加，VDD =值逆时针增加) |
2.硬件连接
供电的选择：AS5600由片上5.0V电源供电LDO稳压器，或者它可以直接从3.3V电源供电。内部LDO不用于为其他外部ic供电，需要1 μF的电容接地，如下图所示。3.3V工作时，VDD5V和VDD3V3引脚必须绑扎在一起。
这里选择3.3V供电，DIR接地，表示选择方向为顺时针值增加。
3.实物固定
需要注意的是，磁铁和磁编码器的最大距离不应超过1mm，超过就无法检测出，所以，如果是用这个芯片，对于装配和设计也有点小的要求。
这里放两根线是代表这是起始位置，只要旋转两根重合，就表示回到起点。
三、软件
AS5600磁编码器芯片支持IIC通信，但是输出的信号的方式还有PWM，模拟电压等多种方式。这里采用IIC来驱动获取绝对角度值。
1.初始化配置代码如下（示例）：
AS5600是12位的霍尔磁编码器，它的地址是0x36，只需要读取0x0C、0x0D这两个寄存器就可以读出角度的原始数据，再将其乘以360，再除以4096，就可以获得角度值。
/*******************************************************************************
* 函数名：User_AS5600_Init
* 描述 ：AS5600初始化
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：初始化
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void User_AS5600_Init(void)
{
IIC_Init();
AS5600_DATA_Init();
}
/*******************************************************************************
* 函数名：AS5600_Init
* 描述 ：AS5600相关变量数据初始化
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：初始化
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void AS5600_DATA_Init(void)
{
/*细调手枪轮参数初始化*/
Fine.Raw_num = 0;
Fine.First_Raw_num = 0;
Fine.Last_Raw_num = 0;
Fine.Actual_Raw_num = 0;
Fine.Real_start_angle = 0;
Fine.Real_angle = 0;
Fine.LastReal_angle = 0;
Fine.RelativeAngle = 0;
Fine.Raw_num = AS5600_Read_TwoByte(Angle_Hight_Addr,Angle_Low_Addr);//获取初始值
Fine.Real_start_angle = (Fine.Raw_num * 360)/4096;//换算成初始角度
}
2.AS5600是否正常代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：AS5600_CheckOk
* 描述 ：判断AS5600是否正常
* 输入 ：void
* 输出 ： 1 表示正常， 0 表示不正常
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t AS5600_CheckOk(void)
{
if(IIC_CheckDevice((Slave_Addr<<1)|0x00) == 0)
{
AS5600_Flag = 1;
printf("Check OK \r\n");
return 1;
}
else
{
/* 失败后，切记发送I2C总线停止信号 */
IIC_Stop();
AS5600_Flag = 0;
printf("Check Fail \r\n");
return 0;
}
}
3.AS5600读取字节代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：AS5600_Read_Byte
* 描述 ：AS5600读取字节
* 输入 ：ReadAddr地址
* 输出 ：uint8_t
* 调用 ：初始化
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint8_t AS5600_Read_Byte(uint16_t ReadAddr)
{
uint8_t temp = 0;
IIC_Start();//Start IIC
IIC_Send_Byte((Slave_Addr<<1)|0x00);//发送写命令 最后一位是读写位，1是读，0是写
IIC_Wait_Ack();//等待应答
IIC_Send_Byte(ReadAddr);//发送读取寄存器地址 0x0C或0x0D
IIC_Wait_Ack();//等待应答
IIC_Start();//Start IIC
IIC_Send_Byte((Slave_Addr<<1)|0x01);//进入接收模式
IIC_Wait_Ack();//等待应答
temp = IIC_Read_Byte(0);//读取数据
IIC_Stop();//Stop IIC
return temp;//返回读取的数据
}
4.AS5600写字节代码如下（示例）：
/*******************************************************************************
* 函数名：AS5600_Write_Byte
* 描述 ：AS5600写字节
* 输入 ：WriteAddr地址
* 输出 ：void
* 调用 ：初始化
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void AS5600_Write_Byte(uint16_t WriteAddr,uint8_t WriteData)
{
IIC_Start();
IIC_Send_Byte((Slave_Addr<<1)|0x00);
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(WriteAddr);
IIC_Wait_Ack();
IIC_Start();
IIC_Send_Byte(WriteAddr);
IIC_Wait_Ack();
IIC_Stop();
Delay_2us();
}
5.AS5600读双字节代码如下（示例）：
此函数是使用读取两个寄存器的值，对位的操作将两个8位的寄存器数据合并为16位数据
因为as5600是12位精度的霍尔传感器，一个8位寄存器存不下，所以需要两个8位的寄存器来存储他的值
/*******************************************************************************
* 函数名：AS5600_Read_TwoByte
* 描述 ：AS5600读双字节
* 输入 ：ReadAddr_Hi,ReadAddr_Lo地址
* 输出 ：void
* 调用 ：初始化
* 备注 ：
*******************************************************************************/
uint16_t AS5600_Read_TwoByte(uint16_t ReadAddr_Hi,uint16_t ReadAddr_Lo)
{
uint16_t TwoByte_Data = 0;
uint8_t Hi_Data = 0;
uint8_t Lo_Data = 0;
Hi_Data = AS5600_Read_Byte(Angle_Hight_Addr);//读寄存器高位地址
Lo_Data = AS5600_Read_Byte(Angle_Low_Addr);///读寄存器低位地址
TwoByte_Data = (Hi_Data << 8) | Lo_Data;//取值范围为0-4095
return TwoByte_Data;
}
6.获取相对角度代码如下（示例）：
该函数用于获取两个角度之间的相对角度，以顺时针方向为正。
/*******************************************************************************
* 函数名：RelativeAngleCorrect
* 描述 ：获取相对角度
* 输入 ：初始角度，下次角度
* 输出 ：void
* 调用 ：
* 备注 ：
*******************************************************************************/
short RelativeAngleCorrect(short starAngle,short realAngle)
{
//相对角度获取,顺时针为正
Fine.RelativeAngle = realAngle - starAngle;//没变动为0
if(Fine.RelativeAngle < 0)//0-360
{
Fine.RelativeAngle = Fine.RelativeAngle + 360;
}
return Fine.RelativeAngle;
}
7.手轮判断测试代码如下（示例）：
该函数的作用是实现手轮的旋转检测和获取旋转的相对角度，并通过打印信息进行输出。
函数流程如下：
1.将上一次的真实角度保存到Fine.LastReal_angle中。
2.通过AS5600_Read_TwoByte函数读取当前角度的原始值保存到Fine.Raw_num中。
3.将原始值转换为角度，并保存到Fine.Real_angle中。
4.判断当前角度是否与起始角度不同，如果不同则表示开始旋转。
5.如果当前角度与上一次的真实角度不同，则进行以下操作：
1）如果当前角度大于起始角度，打印"+++“表示顺时针旋转。
2）如果当前角度小于起始角度，打印”- - -"表示逆时针旋转。
3）调用RelativeAngleCorrect函数获取相对角度，并将结果保存到Fine.RelativeAngle中。
6.打印相对角度Fine.RelativeAngle的值。
/*******************************************************************************
* 函数名：Fine_adjustment_Function
* 描述 ：手轮判断
* 输入 ：void
* 输出 ：void
* 调用 ：50ms
* 备注 ：
*******************************************************************************/
void Fine_adjustment_Function(void)
{
//已经换算成角度
Fine.LastReal_angle = Fine.Real_angle;
Fine.Raw_num = AS5600_Read_TwoByte(Angle_Hight_Addr,Angle_Low_Addr);//读取当前值
Fine.Real_angle = (Fine.Raw_num * 360)/4096;//换算成角度
if(Fine.Real_angle != Fine.Real_start_angle)//角度发生变化表示开始转动
{
if(Fine.Real_angle != Fine.LastReal_angle)
{
if(Fine.Real_angle > Fine.Real_start_angle)
{
printf("+++ \r\n");//顺时针旋转
RelativeAngleCorrect(Fine.Real_start_angle,Fine.Real_angle);//获得相对角度
printf("Fine.RelativeAngle = %d\r\n",Fine.RelativeAngle);//打印角度
}
else
{
printf("--- \r\n");//逆时针旋转
RelativeAngleCorrect(Fine.Real_start_angle,Fine.Real_angle);//获得相对角度
printf("Fine.RelativeAngle = %d\r\n",Fine.RelativeAngle);//打印角度
}
}
}
}
四、测试结果
1.正转
2.反转
五、总结
上面简单介绍了12位的霍尔磁编码器AS5600的一些相关知识，感兴趣的可以下载附件看看，感谢你的观看，谢谢！
