BNO55移植到STM32平台及其他单片机平台的过程

BNO055很牛逼，买一个来摸一摸。集成了自己的磁力计，不需要再学习去文档外围电路，9轴陀螺能比6轴获取更多的信息，数据的准确率也很高，最重要的，而且这个模块有详细的官方说明，博世还写了快速使用手册，这极大的方便了使用，延长了产品的设计周期，是用户在消费电子领域最重要的原因之一，总之50块的价格绝对不吃亏。虽然
准备

第一批BNO055肯定会出手相对于传统的PU6XXX要而且贵上的我也说过了，但是用过的人多好。
另外，STM32开发板，仿真器，我的这些模块不用多说了，是你有基本的STM32开发能力的，使用
前导认识

这里我使用HAL库+MX编程，标准库或者编程方法的原理都一样，甚至德州仪器和NXP的单片机，移植都是类似的，走一个05号的官方文档是在这里进行参考官方的API快速开发和应用
的，另一个是用户指南上的快速手，非常简单重要的是附加了手教的步骤，非常适合您使用 API
介绍和支持的关键步骤：
BNO055 是一种微封装系统（SiP）芯片，包含一个 3 轴 14 位加速计，一个 3 轴 16 位陀螺仪，一个 3 轴磁力计，和一个 BSX3.0 FusionLib 软件的 Cortex M0 +除了可以访问不同的传感器，如加速，和强度）之外，传感器还提供发射器模式（包括五种的传感模式）

。一看就知道，由于芯片中集成M0+的情况，这让Cortex很快低了它的结果，我们输出的集成处理的能力，所以通常使用它自带的融合模式，减轻了外部处理的更多处理压力，单元的应用领域广泛。
融合模式：

• IMU或惯性单元测量是加速计和陀螺仪的集成
  
• COMPASS 是加速度计和针力的融合计测，被称为磁力计费指南
  
• M4G（陀螺仪）是陀螺仪和磁力计的融合体，但输出的数据类似于IMU模式，因此在螺旋体模式下得到了螺旋补偿。
  
• NDOF_FMC是所有传感器（计测，陀螺仪）的集成和磁力计，提供了九度自由度（NDOFMC）。 “图8”的移动来治计力模式。
  
• NDOF 也是所有传感器的多个融合功能，通过启用了“FMC”功能，快速移动（即使此模式不完整的“88”）将具有完整的磁力计算功能。
  
  

上图也可以看到融合模式可以输出我们使用。我这里的数据融合模式可以参考数据具体的，里面有很详细的说明。只是可以展示这些数据的主要应用方式，关于应用的首先应该是准备运行自己的硬件代码，或者是准备运行的单片机源代码，需要的是，这个程序至少可以运行I2C注意，是软件模拟的软件外挂
程序。

假设，比如我的代码就是这样，当然可以全部放出，这是该有的部分：
   
  #include "main.h"
  #include "i2c.h"
  #include "usart.h"
  #include "gpio.h"


  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
其实主要的东西就是两个头文件，那个C文件是演示如何使用的，我们用不到。下载后复制这个头文件到自己的工程中，直接把官方文件夹拷贝到你的工程文件夹中，然后帮助到下面这样

：

• 
  

第1步不用多说，启动BNO055电源，之后如果不进行任何操作，就处于Config模式，不会输出数据，详见数据手册。


第2步：创建BNO的句柄结构体，这个句柄将装载BNO055的各种配置数据。但是这个结构体类型的声明在头文件里，所以首先我们需要添加头文件，再按照说明声明句柄：


#include "bno055.h"


struct bno055_t myBNO;                //全局变量


第3步：给这个控制块的结构体成员赋值，或者说传参更准确。这是最最关键的一步，这一步有问题的话一定会出玄学问题。我们进入结构体定义的地方看看：


struct bno055_t
{
    u8 chip_id; /**< chip_id of bno055 */
    u16 sw_rev_id; /**< software revision id of bno055 */
    u8 page_id; /**< page_id of bno055 */
    u8 accel_rev_id; /**< accel revision id of bno055 */
    u8 mag_rev_id; /**< mag revision id of bno055 */
    u8 gyro_rev_id; /**< gyro revision id of bno055 */
    u8 bl_rev_id; /**< boot loader revision id of bno055 */
    u8 dev_addr; /**< i2c device address of bno055 */
    BNO055_WR_FUNC_PTR; /**< bus write function pointer */
    BNO055_RD_FUNC_PTR; /**     void (*delay_msec)(BNO055_MDELAY_DATA_TYPE); /**< delay function pointer */
};
其实我们这一步是给最后三个成员进行配置，可以看到是三个宏，我们再转到宏定义的地方：


/***************************************************************/
/**name    BUS READ AND WRITE FUNCTIONS           */
/***************************************************************/
#define BNO055_WR_FUNC_PTR       s8 (*bus_write)
        (u8, u8, u8 *, u8)


#define BNO055_BUS_WRITE_FUNC(dev_addr, reg_addr, reg_data, wr_len)
    bus_write(dev_addr, reg_addr, reg_data, wr_len)


#define BNO055_RD_FUNC_PTR       s8
    (*bus_read)(u8, u8, u8 *, u8)


#define BNO055_BUS_READ_FUNC(dev_addr, reg_addr, reg_data, r_len)
    bus_read(dev_addr, reg_addr, reg_data, r_len)


#define BNO055_DELAY_RETURN_TYPE void


#define BNO055_DELAY_PARAM_TYPES u32


#define BNO055_DELAY_FUNC(delay_in_msec)
    delay_func(delay_in_msec)


从变量的简写就已经很清晰了吧，两个结构体成员是为了和用户的IIC读写函数进行对接的，应该传入用户IIC读写函数的地址，也就是函数名，我们已经有读写函数了，那就是HAL库的读写函数，但是这个读写函数是不符合要求的，参数的数量和意义与API需要的函数都有些出入，所以我们需要定义一个用户函数，用来对接用户函数和模块API。


s8 BNO_read(u8 dev_addr,u8 reg_addr,u8 *reg_data,u8 wr_len)
{
  HAL_StatusTypeDef ret;
  ret = HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, dev_addr << 1, reg_addr, sizeof(reg_addr), reg_data, wr_len, 0xFF);
  return 0;
}


s8 BNO_write(u8 dev_addr,u8 reg_addr,u8 *reg_data,u8 wr_len)
{
  HAL_StatusTypeDef ret;
  ret = HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, dev_addr << 1, reg_addr, sizeof(reg_addr), reg_data, wr_len, 0xFF);
  return 0;
}


这个也很好理解，函数指针的类型必须和API指定的类型一致，剩下的就是把对应的参数填入HAL库的IIC读写函数，这里使用STM32平台进行移植的读者需要注意两点，第一点就是，写函数必须使用HAL_I2C_Mem_Write()，函数的作用是在阻塞状态下向器件写入大量数据，同理，读函数也需要HAL_I2C_Mem_Read()，而不是HAL库的主机读写模式：HAL_I2C_Master_Transmit和HAL_I2C_Master_Receive；第二点就是，STM32的HAL库的读写函数并不会自动移位，所以我们需要在器件地址上手动左移2位。然后就可以将函数指针传入API的初始化句柄了：


  myBNO.bus_read = BNO_read;                                                //再main函数中进行
  myBNO.bus_write = BNO_write;
  myBNO.delay_msec = HAL_Delay;
  myBNO.dev_addr = BNO055_I2C_ADDR1;


这里我直接把第4步一起做了。


第4步，关于地址的头文件在bno055.h头文件中定义


/* bno055 I2C Address */
#define BNO055_I2C_ADDR1 (0x28)
#define BNO055_I2C_ADDR2 (0x29)


这里主要看模块的IIC_Arr引脚，如果拉低就是0x28的器件地址，拉高就是0x29。


第5步，初始化配置


bno055_init(&myBNO);


第6步，自检并设置模式


  bno055_set_sys_rst(BNO055_BIT_ENABLE);
  HAL_Delay(700);
  bno055_set_operation_mode(BNO055_OPERATION_MODE_IMUPLUS);


模式的宏定义也在头文件


如果要读融合数据的角度，定义储存三轴角度的结构体，然后调用官方函数：


while(1)
  {
    bno055_get_gyro_calib_stat(&gyro_calib_status);
    if (gyro_calib_status == 3) {
      break;
    }
    HAL_Delay(500);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)waiting, sizeof(waiting), 0xFF);
  }


注意这个在main函数中，但是不在while(1)的死循环中，目的是判断获取是否成功。比如这里我要读取Gyro陀螺仪，那么就要等到设置完毕才可以继续。所以就有了这个判断过程。


可以开始读取数据了：


  while (1)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
    s8 stat = bno055_convert_float_euler_hpr_deg(&buff);
    if (stat == BNO055_SUCCESS)                                 //接收成功
    {
      sprintf(temp, "%.1f, %.1f, %.1frn", buff.h, buff.r, buff.p);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)temp, sizeof(temp), 0xFF);
    }
    else        //接收失败
    {
      HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)error, sizeof(error), 0xFF);
    }
    //HAL_Delay(50);
    /* USER CODE END WHILE */


    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}


总结
对于应用BNO055来说还是很简单的，主要是没有MPU6XXX那样的漂移，并且数据稳定，传输速度较快，自动融合，自带滤波，这些特性使它成为了现在比较优秀的民用陀螺仪传感器。