GD32方案分享⑦：移植LDC1000电感传感器

何昌昕 · 发表于 2017-5-27 23:13:33

电感式传感是一种无接触、无磁体的传感技术，可精确测量金属或导电目标的位置、运动或成分，也可用于检测弹簧的压缩、拉伸或扭曲。在模拟半导体行业拥有近 20 年经验的德州仪器 (TI)传感器信号路径产品线经理Jon Baldwin向记者展示了LDC1000的优越性能，无论低成本 PCB 线迹或金属，亦或是人体传感，LDC1000都能迅速传感并显示精确的结果。现有的传感器，如低成本的OHMIC开关传感器在灰尘等恶劣环境下不可靠，FSR压力传感器分辨率有限、不适合遥感、成本稍高，高端一些的超成波传感器不适合短距离传感，电容式传感器灵敏度高可针对被选择物的选择性不高，HALL传感器存在精度问题、需要磁体和校准，光学传感器在恶劣环境下不可靠，这些传感器都或多或少存在这样和那样的缺点，而TI此次推出的电感数字转换器颠覆了现有传感器的现状，在分辨率、精度、灵敏度、灵活性等方面均优于传统的传感器类型，能给设计师带来更多的设计灵感。同时，Jon表示，由于LDC技术的优势明显，非常适合工厂流水线上的运动状态的传感检测，在工业机器人及智能工厂等工业领域将发挥良好作用。
LDC 技术的主要优势：
• 更高的分辨率：可通过 16 位共振阻抗及 24 位电感值，在位置传感应用中实现亚微米级分辨率；
• 更高的可靠性：提供非接触传感技术避免受油污尘土等非导电污染物的影响，可延长设备使用寿命；
• 更高的灵活性：允许传感器远离电子产品安放，处于 PCB 无法安放的位置；
• 更低的系统成本：采用低成本传感器及传导目标，无需磁体；
• 无限可能性：支持压缩的金属薄片或导电油墨目标，可为创造性创新系统设计带来无限可能；
• 更低的系统功耗：标准工作时功耗不足 8.5mW，待机模式下功耗不足 1.25mW。
打算利用GD32做一个金属巡线小车，所以就上手来调一下这个传感器，模拟SPI，挺好移植的。

放入U盘电感值有比较大的变化

#include "include.h"
extern int LDC_val;
int main(void)
{
systick_config();
UART_Init(Debug_UART,115200);
LED_Init();
LDC1000_Init();
while(1)
{
LED_Troggle();
LDC_val=LDC_Read_Avr()/10;//采样滤波
printf("当前通道值:%d\r\n",LDC_val);
}
}

复制代码

#include "LDC1000.h"
#define NN 20
uint8 orgVal[12]={0};
uint8 RPMAX =0x07;
uint8 RPMIN =0x2f;
uint8 RFREQ =0xA9;
uint8 rpi_max=10;
uint8 proximtyData[2]={0};
unsigned long proximtyDataTEMP=0,proximtyDataMAX,proximtyDataMIN,proximtyDataSUM,proximtyDataAVE,proximtyDataAVE_LAS;
unsigned long value_buf[NN],new_value_buf[NN];
int LDC_val=0;
void LDC1000_Init(void)
{
while(orgVal[1]!=RPMAX||orgVal[2]!=RPMIN||orgVal[3]!=RFREQ)//一旦在此循环说明初始化不成功
{
LDC_SPI_init();
Delay_us(3000);
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_RPMAX, RPMAX);
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_RPMIN, RPMIN);//0x14
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_SENSORFREQ, RFREQ);//谐振频率计算
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_LDCCONFIG, 0x17);
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_CLKCONFIG, 0x00);//配置LDC1000的输出速率
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_THRESHILSB, 0x50);
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_THRESHIMSB, 0x14);
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_THRESLOLSB, 0xC0);
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_THRESLOMSB, 0x12);
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_INTCONFIG, 0x02);
LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_PWRCONFIG, 0x01);
LDC_SPI_Read_Buf(LDC1000_CMD_REVID,&orgVal[0],12); //orgVal[]对应上面写入的值说明初始化正常
}
}
int LDC_Read_Avr(void)
{
char rpi=0; //取rpi次平均值
for (rpi=0;rpi<rpi_max;rpi++)
{
LDC_SPI_Read_Buf(LDC1000_CMD_PROXLSB,&proximtyData[0],2);
proximtyDataTEMP = ((unsigned char)proximtyData[1]<<8) + proximtyData [0];
proximtyDataSUM += proximtyDataTEMP;
if (proximtyDataTEMP < proximtyDataMIN) //在100个proximtyDataTEMP中取最大，最小
proximtyDataMIN = proximtyDataTEMP;
if (proximtyDataTEMP > proximtyDataMAX)
proximtyDataMAX = proximtyDataTEMP;
}
proximtyDataAVE = proximtyDataSUM /rpi_max;
proximtyDataSUM=0;
proximtyDataAVE_LAS=proximtyDataAVE;
return proximtyDataAVE;
}
long int filter()
{
char count,i,j,count1;
char count2=0;
long int temp;
long int sum=0;
for(count=0;count<NN;count++)
{
value_buf[count] = LDC_Read_Avr();
}
for(count1=0;count1<NN;count1++)
{
if(value_buf[count1]<32768)
{
new_value_buf[count2]=value_buf[count1];
count2++;
}
}
for (j=0;j<count2-1;j++)
{
for (i=0;i<count2-j;i++)
{
if ( new_value_buf[i]>new_value_buf[i+1] )
{
temp = new_value_buf[i];
new_value_buf[i] = new_value_buf[i+1];
new_value_buf[i+1] = temp;
}
}
}
for(count=1;count<count2-1;count++)
{
sum += new_value_buf[count];
}
return (long int)(sum/(count2-2));
}
void LDC_SPI_init(void)
{
GPIO_Init(LDC1000_PORT,MISO_Pin,Input);
GPIO_Init(LDC1000_PORT,SCK_Pin, PP_Output_L);
GPIO_Init(LDC1000_PORT,MOSI_Pin,PP_Output_H);
GPIO_Init(LDC1000_PORT,CSN_Pin, PP_Output_H);
}
uint8 LDC_SPI_RW(uint8 rwdata)
{
uint8 spi_rw_i=0;
uint8 temp=0;
for(spi_rw_i=0;spi_rw_i<8;spi_rw_i++)
{
if(rwdata & 0x80)
{ MOSI_H;}
else
{ MOSI_L;}
rwdata<<=1;
temp<<=1;
SCK_H;
if(MISO) temp|=1;
SCK_L;
}
return(temp);
}
uint8 LDC_Singal_SPI_Read(uint8 reg)
{
uint8 rdata;
CSN_L;
Delay_us(2);
reg=reg|0x80;
LDC_SPI_RW(reg);
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
rdata = LDC_SPI_RW(NULL);
Delay_us(1700);
CSN_H;
return rdata;
}
void LDC_Singal_SPI_Write(uint8 reg,uint8 wdata)
{
CSN_L;
Delay_us(2);
reg=reg&~0x80;
LDC_SPI_RW(reg);
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
__asm("nop");
LDC_SPI_RW(wdata);
Delay_us(1700);
CSN_H;
}
void LDC_SPI_Read_Buf(uint8 reg, uint8 *pBuf, uint8 len)
{
uint8 spi_rw_i;
CSN_L;
reg=reg|0x80;
LDC_SPI_RW(reg);
for(spi_rw_i=0;spi_rw_i<len;spi_rw_i++)
{
pBuf[spi_rw_i] = LDC_SPI_RW(NULL);
}
CSN_H;
}

复制代码

#ifndef _LDC1000_H_
#define _LDC1000_H_
#include "gpio.h"
#include "systick.h"
#define LDC1000_PORT GPIOD
#define MISO_Pin GPIO_PIN_3
#define MOSI_Pin GPIO_PIN_4
#define CSN_Pin GPIO_PIN_5
#define SCK_Pin GPIO_PIN_6
#define MISO gpio_input_bit_get(LDC1000_PORT, MISO_Pin)
#define MOSI_H GPIO_BOP(LDC1000_PORT)=MOSI_Pin;
#define MOSI_L GPIO_BC(LDC1000_PORT)=MOSI_Pin;
#define CSN_H GPIO_BOP(LDC1000_PORT)=CSN_Pin;
#define CSN_L GPIO_BC(LDC1000_PORT)=CSN_Pin;
#define SCK_H GPIO_BOP(LDC1000_PORT)=SCK_Pin;
#define SCK_L GPIO_BC(LDC1000_PORT)=SCK_Pin;
void LDC1000_Init(void);
int LDC_Read_Avr(void);
long int Filter(void);
void LDC_SPI_init(void);
uint8 LDC_SPI_RW(uint8 rwdata);
uint8 LDC_Singal_SPI_Read(uint8 reg);
void LDC_Singal_SPI_Write(uint8 reg,uint8 wdata);
void LDC_SPI_Read_Buf(uint8 reg, uint8 *pBuf, uint8 len);
//LDC1000指令
#define LDC1000_CMD_REVID 0x00
#define LDC1000_CMD_RPMAX 0x01
#define LDC1000_CMD_RPMIN 0x02
#define LDC1000_CMD_SENSORFREQ 0x03//谐振频率
#define LDC1000_CMD_LDCCONFIG 0x04
#define LDC1000_CMD_CLKCONFIG 0x05
#define LDC1000_CMD_THRESHILSB 0x06
#define LDC1000_CMD_THRESHIMSB 0x07
#define LDC1000_CMD_THRESLOLSB 0x08
#define LDC1000_CMD_THRESLOMSB 0x09
#define LDC1000_CMD_INTCONFIG 0x0A
#define LDC1000_CMD_PWRCONFIG 0x0B
#define LDC1000_CMD_STATUS 0x20
#define LDC1000_CMD_PROXLSB 0x21
#define LDC1000_CMD_PROXMSB 0x22
#define LDC1000_CMD_FREQCTRLSB 0x23
#define LDC1000_CMD_FREQCTRMID 0x24
#define LDC1000_CMD_FREQCTRMSB 0x25
//LDC1000寄存器
#define LDC1000_BIT_AMPLITUDE 0x18
#define LDC1000_BIT_RESPTIME 0x07
#define LDC1000_BIT_CLKSEL 0x02
#define LDC1000_BIT_CLKPD 0x01
#define LDC1000_BIT_INTMODE 0x07
#define LDC1000_BIT_PWRMODE 0x01
#define LDC1000_BIT_STATUSOSC 0x80
#define LDC1000_BIT_STATUSDRDYB 0x40
#define LDC1000_BIT_STATUSWAKEUP 0x20
#define LDC1000_BIT_STATUSCOMP 0x10
#endif
/*----------------------------end of LDC1000.h-------------------------------*/

复制代码

附件：

myGD32 - 副本.rar (7.24 MB, 下载次数: 9)

jwdxu2009 · 发表于 2017-5-28 16:09:40

参考和学习

suoma · 发表于 2017-5-29 11:03:50

这个传感器多少钱？有购买链接吗？

何昌昕 · 发表于 2017-5-29 15:20:27

suoma 发表于 2017-5-29 11:03
这个传感器多少钱？有购买链接吗？

https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c.w4002-12409390230.10.P0zpen&id=526022465507
建议自己制作 TI的LDC1000才20块钱一片买模块太亏我这个也是收的二手的花了60 一点也不值

suoma · 发表于 2017-5-30 08:53:10

何昌昕发表于 2017-5-29 15:20
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c.w4002-12409390230.10.P0zpen&id=526022465507
建议自 ...

好的，谢谢

GD32方案分享⑦：移植LDC1000电感传感器

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