霍尼韦尔 HMC5883L 是一种表面贴装的高集成模块，并带有数字接口的弱磁传感器芯片，应用于低成本罗盘和磁场检测领域。HMC5883L 包括最先进的高分辨率 HMC118X 系列磁阻传感器，并附带霍尼韦尔专利的集成电路包括放大器、自动消磁驱动器、偏差校准、能使罗盘精度控制在 1°~2°的 12 位模数转换器.简易的 I2C 系列总线接口。HMC5883L 是采用无铅表面封装技术，带有 16 引脚，尺寸为 3.0X3.0X0.9mm。HMC5883L 的所应用领域有手机、笔记本电脑、消费类电子、汽车导航系统和个人导航系统

HMC5883主要有接口是IIC,同时提供一个数据中断引脚,一般而言,电路设计如下

该传感器芯片的驱动并不复杂,主要是设置几个寄存器,如下所示

  1. //HMC5883寄存器定义
  2. //寄存器地址定义
  3. #define HMC_CONFIG_A_REG	0X00	//配置寄存器A
  4. //bit0-bit1 xyz是否使用偏压,默认为0正常配置
  5. //bit2-bit4 数据输出速率, 110为最大75HZ 100为15HZ 最小000 0.75HZ
  6. //bit5-bit5每次采样平均数 11为8次 00为一次
  7.  
  8. #define HMC_CONFIG_B_REG	0X01	//配置寄存器B
  9. //bit7-bit5磁场增益 数据越大,增益越小 默认001
  10.  
  11. #define HMC_MODE_REG		0X02	//模式设置寄存器
  12. //bit0-bit1 模式设置 00为连续测量 01为单一测量
  13.  
  14. #define HMC_XMSB_REG		0X03	//X输出结果
  15. #define HMC_XLSB_REG		0X04
  16.  
  17. #define HMC_ZMSB_REG		0X05	//Z输出结果
  18. #define HMC_ZLSB_REG		0X06
  19.  
  20. #define HMC_YMSB_REG		0X07	//Y输出结果
  21. #define HMC_YLSB_REG		0X08
  22.  
  23. #define HMC_STATUS_REG		0X09	//只读的状态
  24. //bit1 数据更新时该位自动锁存,等待用户读取,读取到一半的时候防止数据改变
  25. //bit0 数据已经准备好等待读取了,DRDY引脚也能用
  26.  
  27. #define HMC_CHEAK_A_REG		0X0A	//三个识别寄存器,用于检测芯片完整性
  28. #define HMC_CHEAK_B_REG		0X0B
  29. #define HMC_CHEAK_C_REG		0X0C
  30.  
  31. #define HMC_CHECKA_VALUE	0x48	//三个识别寄存器的默认值
  32. #define HMC_CHECKB_VALUE	0x34
  33. #define HMC_CHECKC_VALUE	0x33

建议选择最大速率,八倍采样输出,同时该传感器支持读写地址指针自动变化,但是针对随机读取的驱动而言,该特性不重要

另外,一般而言,地址为0x3c,驱动代码如下

  1. #include "hmc5883.h"
  2. #include "math.h"
  3.  
  4. struct HMCVALUE hmcValue;
  5. u8 dataReady = 0;
  6.  
  7. //IO方向设置
  8. #define HMC_SDA_IN()  {GPIOC->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOC->CRH|=8;}
  9. #define HMC_SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOC->CRH|=3;}
  10.  
  11. //IO操作函数
  12. #define HMC_SCL    PCout(9) //SCL
  13. #define HMC_SDA    PCout(8) //SDA
  14. #define HMC_READ_SDA   PCin(8)  //输入SDA 
  15.  
  16. #define HMC_DRDY	PCin(7)
  17.  
  18. /**************************HMC5883 IIC驱动函数*********************************/
  19.  
  20. static void Hmc5883IOInit(void)
  21. {
  22. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  23.     RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );	
  24.  
  25.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;
  26.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出
  27.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  28.     GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  29.  
  30. 	//PC7 drdy引脚
  31. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
  32.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ;   //浮空输入
  33.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  34.     GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  35.  
  36.     HMC_SCL = 1;
  37.     HMC_SDA = 1;
  38. }
  39.  
  40. //发送IIC起始信号
  41. static void ComStart(void)
  42. {
  43. 	HMC_SDA_OUT();     //sda线输出
  44.     HMC_SDA=1;
  45.     HMC_SCL=1;
  46.     DelayUs(5);
  47.     HMC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
  48.     DelayUs(5);
  49.     HMC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
  50. }
  51. //发送IIC停止信号
  52. static void ComStop(void)
  53. {
  54. 	HMC_SDA_OUT();//sda线输出
  55.     HMC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
  56.     HMC_SCL=1;
  57.     DelayUs(5);
  58.     HMC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
  59.     DelayUs(5);
  60. }
  61. //等待ACK,为1代表无ACK 为0代表等到了ACK
  62. static u8 ComWaitAck(void)
  63. {
  64. 	u8 waitTime = 0;
  65. 	HMC_SDA_OUT();//sda线输出
  66. 	HMC_SDA = 1;
  67. 	DelayUs(5);
  68.     HMC_SDA_IN();      //SDA设置为输入
  69. 	HMC_SCL=1;
  70. 	DelayUs(5);
  71. 	while(HMC_READ_SDA)
  72. 	{
  73. 		waitTime++;
  74. 		DelayUs(1);
  75. 		if(waitTime > HMC_ACK_WAIT_TIME)
  76. 		{
  77. 			ComStop();
  78. 			return 1;
  79. 		}
  80. 	}
  81. 	HMC_SCL = 0;
  82. 	return 0;
  83.  
  84. }
  85.  
  86. static void ComSendAck(void)
  87. {
  88. 	HMC_SCL = 0;
  89. 	HMC_SDA_OUT();
  90.     HMC_SDA = 0;
  91. 	DelayUs(2);
  92.     HMC_SCL = 1;
  93.     DelayUs(5);
  94.     HMC_SCL = 0;
  95.     DelayUs(5);
  96. }
  97.  
  98. static void ComSendNoAck(void)
  99. {
  100. 	HMC_SCL = 0;
  101. 	HMC_SDA_OUT();
  102.     HMC_SDA = 1;
  103. 	DelayUs(2);
  104.     HMC_SCL = 1;
  105.     DelayUs(5);
  106.     HMC_SCL = 0;
  107.     DelayUs(5);
  108. }
  109. //返回0 写入收到ACK 返回1写入未收到ACK
  110. static u8 ComSendByte(u8 byte)
  111. {
  112. 	u8 t;
  113.     HMC_SDA_OUT();
  114.     for(t=0;t<8;t++)
  115.     {
  116.         HMC_SDA=(byte&0x80)>>7;
  117.         byte<<=1;
  118.         HMC_SCL=1;
  119.         DelayUs(5);
  120.         HMC_SCL=0;
  121.         DelayUs(5);
  122.     }
  123.     return ComWaitAck();
  124. }
  125.  
  126. static void ComReadByte(u8* byte)
  127. {
  128. 	u8 i,receive=0;
  129.     HMC_SDA_IN();//SDA设置为输入
  130.     for(i=0;i<8;i++ )
  131.     {
  132.         receive <<= 1;
  133.         HMC_SCL=1;
  134.         DelayUs(5);
  135.         if(HMC_READ_SDA)receive++;
  136.         HMC_SCL=0;
  137.         DelayUs(5);
  138.     }
  139.     *byte = receive;
  140. }
  141.  
  142. /**************************HMC5883 IIC驱动函数*********************************/
  143.  
  144. //向HMC写入一个字节数据,失败返回1 成功返回0
  145. u8 Hmc5883WriteReg(u8 regValue,u8 setValue)
  146. {
  147. 	u8 res;
  148.     ComStart();                 	//起始信号
  149.     res = ComSendByte(HMC_ADDR);    //发送设备地址+写信号
  150. 	if(res)
  151. 	{
  152. 		#ifdef HMC_DEBUG
  153. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  154. 		#endif
  155. 		return res;
  156. 	}
  157.     res = ComSendByte(regValue);    //内部寄存器地址
  158. 	if(res)
  159. 	{
  160. 		#ifdef HMC_DEBUG
  161. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  162. 		#endif
  163. 		return res;
  164. 	}
  165.     res = ComSendByte(setValue);    //内部寄存器数据
  166. 	if(res)
  167. 	{
  168. 		#ifdef HMC_DEBUG
  169. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  170. 		#endif
  171. 		return res;
  172. 	}
  173.     ComStop();                   	//发送停止信号
  174. 	return res;
  175. }
  176.  
  177. //**************************************
  178. //从I2C设备读取一个字节数据
  179. //**************************************
  180. u8 Hmc5883ReadReg(u8 regAddr,u8* readValue)
  181. {
  182.     u8 res;
  183.     ComStart();                 		//起始信号
  184.     res = ComSendByte(HMC_ADDR);    	//发送设备地址+写信号
  185. 	if(res)
  186. 	{
  187. 		#ifdef HMC_DEBUG
  188. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  189. 		#endif
  190. 		return res;
  191. 	}
  192.     res = ComSendByte(regAddr);     	//发送存储单元地址，从0开始
  193. 	if(res)
  194. 	{
  195. 		#ifdef HMC_DEBUG
  196. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  197. 		#endif
  198. 		return res;
  199. 	}
  200.     ComStart();                 		//起始信号
  201.     res = ComSendByte(HMC_ADDR+1);  	//发送设备地址+读信号
  202. 	if(res)
  203. 	{
  204. 		#ifdef HMC_DEBUG
  205. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  206. 		#endif
  207. 		return res;
  208. 	}
  209.     ComReadByte(readValue);     		//读出寄存器数据
  210.     ComSendNoAck();               		//发送非应答信号
  211.     ComStop();                  		//停止信号
  212.     return res;
  213. }
  214.  
  215. static void HmcDefaultConfig(void)
  216. {
  217. 	Hmc5883WriteReg(HMC_CONFIG_A_REG,HMC_DEFAULT_CONFIGA_VALUE);
  218. 	Hmc5883WriteReg(HMC_CONFIG_B_REG,HMC_DEFAULT_CONFIGB_VALUE);
  219. 	Hmc5883WriteReg(HMC_MODE_REG,HMC_DEFAULT_MODE_VALUE);
  220. }
  221.  
  222. //配置HMC drdy引脚中断
  223. void HmcDrdyPinIntInit(void)
  224. {
  225. 	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
  226.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  227.  
  228. 	//GPIOC.7 中断线以及中断初始化配置   下降沿触发
  229.     GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource7);
  230.  
  231.     EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line7;
  232.     EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
  233.     EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;	//下降沿中断
  234.     EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  235.     EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	 	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
  236.  
  237. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;			//使能所在的外部中断通道
  238.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = HMC_DRDY_PreemptionPriority;	//抢占优先级
  239.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = HMC_DRDY_SubPriority;					//子优先级
  240.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道
  241.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  242. }
  243.  
  244. //对应的外部中断处理函数
  245. void EXTI9_5_IRQHandler()
  246. {
  247. 	if(EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line7) == SET)
  248. 	{
  249. 		EXTI_ClearFlag(EXTI_Line7);
  250. 		dataReady = 1;
  251. 	}
  252. }
  253. //失败返回1,初始化通过之后基本通讯就没有问题了就可以不再判定通讯结果了
  254. u8 HmcInit(void)
  255. {
  256.     u8 hmcCheckValue = 0x00;
  257. 	u8 res = 0;
  258.     Hmc5883IOInit();	//接口初始化
  259. 	while(HMC_DRDY == 1);//等待数据引脚正常
  260. 	HmcDrdyPinIntInit();//配置中断
  261.     DelayMs(100);
  262. 	//验证A识别
  263.     res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_A_REG,&hmcCheckValue);
  264. 	if(res)
  265. 	{
  266. 		#ifdef HMC_DEBUG
  267. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  268. 		#endif
  269. 	}
  270.     if(hmcCheckValue != HMC_CHECKA_VALUE)	//自检通过
  271.     {
  272.         return 1;
  273.     }
  274. 	//验证B识别
  275. 	res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_B_REG,&hmcCheckValue);
  276. 	if(res)
  277. 	{
  278. 		#ifdef HMC_DEBUG
  279. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  280. 		#endif
  281. 	}
  282.     if(hmcCheckValue != HMC_CHECKB_VALUE)	//自检通过
  283.     {
  284.         return 1;
  285.     }
  286. 	//验证C识别
  287. 	res = Hmc5883ReadReg(HMC_CHEAK_C_REG,&hmcCheckValue);
  288. 	if(res)
  289. 	{
  290. 		#ifdef HMC_DEBUG
  291. 		printf("file=%s,func=%s,line=%d\r\n",__FILE__,__FUNCTION__,__LINE__);
  292. 		#endif
  293. 	}
  294.     if(hmcCheckValue != HMC_CHECKC_VALUE)	//自检通过
  295.     {
  296.         return 1;
  297.     }
  298. 	HmcDefaultConfig();
  299. 	//全部验证通过
  300.     return 0;
  301. }
  302.  
  303. void Hmc5883Reflush(void)
  304. {
  305.     u16 xValue = 0x00,yValue = 0x00,zValue = 0x00;
  306. 	u8 temp;
  307. 	Hmc5883ReadReg(HMC_XMSB_REG,&temp);
  308.     xValue |= temp;
  309. 	xValue <<=8;
  310. 	Hmc5883ReadReg(HMC_XLSB_REG,&temp);
  311. 	xValue |=  temp;
  312.  
  313. 	Hmc5883ReadReg(HMC_ZMSB_REG,&temp);
  314. 	zValue |=  temp;
  315. 	zValue <<=8;
  316. 	Hmc5883ReadReg(HMC_ZLSB_REG,&temp);
  317. 	zValue |=  temp;
  318.  
  319. 	Hmc5883ReadReg(HMC_YMSB_REG,&temp);
  320. 	yValue |=  temp;
  321. 	yValue <<=8;
  322. 	Hmc5883ReadReg(HMC_YLSB_REG,&temp);
  323. 	yValue |=  temp;
  324.  
  325. 	hmcValue.hmcXvalue = (s16)xValue;
  326. 	hmcValue.hmcYvalue = (s16)yValue;
  327. 	hmcValue.hmcZvalue = (s16)zValue;
  328.  
  329. 	hmcValue.hmcAxis = atan2((double)hmcValue.hmcYvalue,(double)hmcValue.hmcXvalue) * (180 / 3.14159265) + 180; // angle in degrees
  330. 	#ifdef HMC_DEBUG
  331. 	printf("x = %d \t y = %d \t z = %d \t axis = %f\r\n",xValue,yValue,zValue,hmcValue.hmcAxis);
  332. 	#endif
  333. }

头文件定义如下(中断有优先级请自行定义)

  1. #ifndef __HMC5883_H_
  2. #define __HMC5883_H_
  3.  
  4. #include "common.h"
  5. #include "stm32f10x.h"
  6. #include "delay.h"
  7. #include "ioremap.h"
  8. #include "uart.h"
  9.  
  10. #define HMC_DEBUG	1	//是否输出调试信息
  11.  
  12. //没有主机改变地址的话地址是可以自动更新的,不过该驱动没有用这个模式
  13.  
  14. //HMC5883寄存器定义
  15. //寄存器地址定义
  16. #define HMC_CONFIG_A_REG	0X00	//配置寄存器A
  17. //bit0-bit1 xyz是否使用偏压,默认为0正常配置
  18. //bit2-bit4 数据输出速率, 110为最大75HZ 100为15HZ 最小000 0.75HZ
  19. //bit5-bit5每次采样平均数 11为8次 00为一次
  20.  
  21. #define HMC_CONFIG_B_REG	0X01	//配置寄存器B
  22. //bit7-bit5磁场增益 数据越大,增益越小 默认001
  23.  
  24. #define HMC_MODE_REG		0X02	//模式设置寄存器
  25. //bit0-bit1 模式设置 00为连续测量 01为单一测量
  26.  
  27. #define HMC_XMSB_REG		0X03	//X输出结果
  28. #define HMC_XLSB_REG		0X04
  29.  
  30. #define HMC_ZMSB_REG		0X05	//Z输出结果
  31. #define HMC_ZLSB_REG		0X06
  32.  
  33. #define HMC_YMSB_REG		0X07	//Y输出结果
  34. #define HMC_YLSB_REG		0X08
  35.  
  36. #define HMC_STATUS_REG		0X09	//只读的状态
  37. //bit1 数据更新时该位自动锁存,等待用户读取,读取到一半的时候防止数据改变
  38. //bit0 数据已经准备好等待读取了,DRDY引脚也能用
  39.  
  40. #define HMC_CHEAK_A_REG		0X0A	//三个识别寄存器,用于检测芯片完整性
  41. #define HMC_CHEAK_B_REG		0X0B
  42. #define HMC_CHEAK_C_REG		0X0C
  43.  
  44. #define HMC_CHECKA_VALUE	0x48	//三个识别寄存器的默认值
  45. #define HMC_CHECKB_VALUE	0x34
  46. #define HMC_CHECKC_VALUE	0x33
  47.  
  48. //HMC5883地址定义
  49. #define HMC_ADDR          0X3C          //写地址,读地址+1
  50.  
  51. //HMC5883 初始化宏定义
  52. #define HMC_DEFAULT_CONFIGA_VALUE		0x78	 //75hz 8倍采样 正常配置
  53. #define HMC_DEFAULT_CONFIGB_VALUE		0x00	 //+-0.88GA增益
  54. #define HMC_DEFAULT_MODE_VALUE			0x00     //连续测量模式
  55.  
  56. #define HMC_ACK_WAIT_TIME	200		//iic通讯时的ack等待时间
  57.  
  58. //HMC5883驱动结构体定义
  59. typedef struct HMCVALUE
  60. {
  61. 	s16 hmcXvalue;
  62. 	s16 hmcYvalue;
  63. 	s16 hmcZvalue;
  64. 	double hmcAxis;
  65. }HMCVALUE;
  66.  
  67. u8 HmcInit(void);
  68.  
  69. u8 Hmc5883WriteReg(u8 regValue,u8 setValue);
  70.  
  71. u8 Hmc5883ReadReg(u8 regAddr,u8* readValue);
  72.  
  73. void Hmc5883Reflush(void);
  74.  
  75. extern struct HMCVALUE hmcValue;
  76. extern u8 dataReady;
  77.  
  78. #endif

引脚连接电路如下

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