GD32方案分享⑦：移植LDC1000电感传感器

何昌昕

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

1. 
   
2. #include "include.h"
   
3. 
   
4. extern int LDC_val;
   
5. 
   
6. int main(void)
   
7. {
   
8.     systick_config();
   
9.        
   
10.           UART_Init(Debug_UART,115200);
    
11.     LED_Init();          
    
12.           LDC1000_Init();
    
13.           while(1)
    
14.          {
    
15.                           LED_Troggle();
    
16.                     LDC_val=LDC_Read_Avr()/10;//采样滤波
    
17.                     printf("当前通道值:%d\r\n",LDC_val);
    
18.     }
    
19. }
    

复制代码

1. 
   
2. #include "LDC1000.h"
   
3. 
   
4. #define NN  20
   
5. 
   
6. uint8 orgVal[12]={0};
   
7. 
   
8. uint8 RPMAX =0x07;
   
9. uint8 RPMIN =0x2f;
   
10. uint8 RFREQ =0xA9;
    
11. uint8 rpi_max=10;
    
12. uint8 proximtyData[2]={0};
    
13. unsigned long proximtyDataTEMP=0,proximtyDataMAX,proximtyDataMIN,proximtyDataSUM,proximtyDataAVE,proximtyDataAVE_LAS;
    
14. unsigned long value_buf[NN],new_value_buf[NN];
    
15. int LDC_val=0;
    
16. 
    
17. 
    
18. void LDC1000_Init(void)
    
19. {
    
20.         while(orgVal[1]!=RPMAX||orgVal[2]!=RPMIN||orgVal[3]!=RFREQ)//一旦在此循环说明初始化不成功
    
21.         {  
    
22.                 LDC_SPI_init();   
    
23.                 Delay_us(3000);
    
24.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_RPMAX,       RPMAX);
    
25.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_RPMIN,       RPMIN);//0x14
    
26.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_SENSORFREQ,  RFREQ);//谐振频率计算
    
27.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_LDCCONFIG,   0x17);  
    
28.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_CLKCONFIG,   0x00);//配置LDC1000的输出速率
    
29.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_THRESHILSB,  0x50);  
    
30.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_THRESHIMSB,  0x14);
    
31.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_THRESLOLSB,  0xC0);
    
32.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_THRESLOMSB,  0x12);
    
33.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_INTCONFIG,   0x02);
    
34.                 LDC_Singal_SPI_Write(LDC1000_CMD_PWRCONFIG,   0x01);
    
35.                 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
    
36.         }
    
37. }
    
38. 
    
39. int LDC_Read_Avr(void)
    
40. {
    
41.         char rpi=0;  //取rpi次平均值   
    
42.         for (rpi=0;rpi<rpi_max;rpi++)
    
43.         {
    
44.                 LDC_SPI_Read_Buf(LDC1000_CMD_PROXLSB,&proximtyData[0],2);  
    
45.                 proximtyDataTEMP = ((unsigned char)proximtyData[1]<<8) + proximtyData [0];
    
46.                 proximtyDataSUM += proximtyDataTEMP;
    
47.                 if (proximtyDataTEMP < proximtyDataMIN) //在100个proximtyDataTEMP中取最大，最小
    
48.                 proximtyDataMIN = proximtyDataTEMP;
    
49.                 if (proximtyDataTEMP > proximtyDataMAX)
    
50.                 proximtyDataMAX = proximtyDataTEMP;
    
51.         }
    
52.         proximtyDataAVE = proximtyDataSUM /rpi_max;
    
53.         proximtyDataSUM=0;
    
54.         proximtyDataAVE_LAS=proximtyDataAVE;
    
55.         return   proximtyDataAVE;
    
56. }
    
57. 
    
58. long int filter()
    
59. {
    
60.         char count,i,j,count1;
    
61.         char count2=0;
    
62. 
    
63.         long int temp;
    
64.         long int sum=0;
    
65.        
    
66.         for(count=0;count<NN;count++)
    
67.         {
    
68.                 value_buf[count] = LDC_Read_Avr();
    
69.         }
    
70.        
    
71.         for(count1=0;count1<NN;count1++)
    
72.         {  
    
73.                 if(value_buf[count1]<32768)
    
74.                 {
    
75.                         new_value_buf[count2]=value_buf[count1];
    
76.                         count2++;
    
77.                 }  
    
78.         }
    
79.        
    
80.         for (j=0;j<count2-1;j++)
    
81.         {
    
82.                 for (i=0;i<count2-j;i++)
    
83.                 {
    
84.                         if ( new_value_buf[i]>new_value_buf[i+1] )
    
85.                         {
    
86.                                 temp = new_value_buf[i];
    
87.                                 new_value_buf[i] = new_value_buf[i+1];
    
88.                                 new_value_buf[i+1] = temp;
    
89.                         }
    
90.                 }
    
91.         }
    
92.         for(count=1;count<count2-1;count++)
    
93.         {
    
94.                 sum += new_value_buf[count];
    
95.         }
    
96.         return (long int)(sum/(count2-2));
    
97. }
    
98. 
    
99. void LDC_SPI_init(void)
    
100. {   
     
101.         GPIO_Init(LDC1000_PORT,MISO_Pin,Input);
     
102.         GPIO_Init(LDC1000_PORT,SCK_Pin, PP_Output_L);       
     
103.         GPIO_Init(LDC1000_PORT,MOSI_Pin,PP_Output_H);   
     
104.         GPIO_Init(LDC1000_PORT,CSN_Pin, PP_Output_H);      
     
105. }
     
106. 
     
107. uint8 LDC_SPI_RW(uint8 rwdata)
     
108. {   
     
109.         uint8 spi_rw_i=0;       
     
110.   uint8 temp=0;
     
111.   for(spi_rw_i=0;spi_rw_i<8;spi_rw_i++)
     
112. {
     
113.               if(rwdata & 0x80)
     
114.                                 { MOSI_H;}
     
115.                      else  
     
116.         { MOSI_L;}
     
117.                      rwdata<<=1;                          
     
118.         temp<<=1;
     
119.                     SCK_H;            
     
120.                      if(MISO) temp|=1;
     
121.                      SCK_L;                       
     
122.   }
     
123.   return(temp);                                       
     
124. }
     
125. 
     
126. 
     
127. uint8 LDC_Singal_SPI_Read(uint8 reg)
     
128. {
     
129.         uint8 rdata;
     
130.        
     
131.         CSN_L;               
     
132.    
     
133.   Delay_us(2);   
     
134.   
     
135.   reg=reg|0x80;        
     
136.         LDC_SPI_RW(reg);     
     
137.         __asm("nop");
     
138.         __asm("nop");
     
139.         __asm("nop");
     
140.         __asm("nop");
     
141.         __asm("nop");
     
142.         __asm("nop");
     
143.         __asm("nop");
     
144.         __asm("nop");
     
145.         __asm("nop");
     
146.         __asm("nop");
     
147.         __asm("nop");
     
148.         __asm("nop");
     
149.         __asm("nop");
     
150.         __asm("nop");
     
151.         __asm("nop");
     
152.         __asm("nop");
     
153.         __asm("nop");
     
154.         __asm("nop");
     
155.         __asm("nop");
     
156.         __asm("nop");
     
157.         __asm("nop");
     
158.          
     
159.         rdata = LDC_SPI_RW(NULL);   
     
160.       
     
161.   Delay_us(1700);
     
162.         CSN_H;               
     
163.        
     
164.         return rdata;        
     
165. }
     
166. 
     
167. void LDC_Singal_SPI_Write(uint8 reg,uint8 wdata)
     
168. {
     
169.        
     
170.         CSN_L;               
     
171.   Delay_us(2);
     
172.   reg=reg&~0x80;
     
173.         LDC_SPI_RW(reg);            
     
174.         __asm("nop");
     
175.         __asm("nop");
     
176.         __asm("nop");
     
177.         __asm("nop");
     
178.         __asm("nop");
     
179.         __asm("nop");
     
180.         __asm("nop");
     
181.         __asm("nop");
     
182.         __asm("nop");
     
183.         __asm("nop");
     
184.         __asm("nop");
     
185.         __asm("nop");
     
186.         __asm("nop");
     
187.         __asm("nop");
     
188.         __asm("nop");
     
189.         __asm("nop");
     
190.         __asm("nop");
     
191.         __asm("nop");
     
192.         __asm("nop");
     
193.         __asm("nop");
     
194.         __asm("nop");
     
195.         
     
196.         LDC_SPI_RW(wdata);   
     
197.   Delay_us(1700);
     
198.         CSN_H;                     
     
199. }
     
200. 
     
201. void LDC_SPI_Read_Buf(uint8 reg, uint8 *pBuf, uint8 len)
     
202. {
     
203.         uint8 spi_rw_i;
     
204.        
     
205.         CSN_L;                          
     
206.       
     
207.   reg=reg|0x80;            
     
208.         LDC_SPI_RW(reg);                      
     
209.        
     
210.         for(spi_rw_i=0;spi_rw_i<len;spi_rw_i++)
     
211.         {  
     
212.                 pBuf[spi_rw_i] = LDC_SPI_RW(NULL);   
     
213.         }
     
214.         CSN_H;      
     
215. }
     

复制代码

1. 
   
2. #ifndef _LDC1000_H_
   
3. #define _LDC1000_H_
   
4. 
   
5. #include "gpio.h"
   
6. #include "systick.h"
   
7. 
   
8. #define LDC1000_PORT GPIOD
   
9. 
   
10. #define MISO_Pin  GPIO_PIN_3
    
11. #define MOSI_Pin  GPIO_PIN_4
    
12. #define CSN_Pin   GPIO_PIN_5
    
13. #define SCK_Pin   GPIO_PIN_6
    
14. 
    
15. #define MISO    gpio_input_bit_get(LDC1000_PORT, MISO_Pin)
    
16. 
    
17. #define MOSI_H  GPIO_BOP(LDC1000_PORT)=MOSI_Pin;
    
18. #define MOSI_L  GPIO_BC(LDC1000_PORT)=MOSI_Pin;
    
19. 
    
20. #define CSN_H   GPIO_BOP(LDC1000_PORT)=CSN_Pin;
    
21. #define CSN_L   GPIO_BC(LDC1000_PORT)=CSN_Pin;
    
22. 
    
23. #define SCK_H   GPIO_BOP(LDC1000_PORT)=SCK_Pin;
    
24. #define SCK_L   GPIO_BC(LDC1000_PORT)=SCK_Pin;
    
25. 
    
26. void LDC1000_Init(void);
    
27. int LDC_Read_Avr(void);
    
28. long int Filter(void);
    
29. 
    
30. void LDC_SPI_init(void);
    
31. uint8 LDC_SPI_RW(uint8 rwdata);
    
32. uint8 LDC_Singal_SPI_Read(uint8 reg);
    
33. void LDC_Singal_SPI_Write(uint8 reg,uint8 wdata);
    
34. void LDC_SPI_Read_Buf(uint8 reg, uint8 *pBuf, uint8 len);
    
35. 
    
36. 
    
37. //LDC1000指令
    
38. #define LDC1000_CMD_REVID      0x00
    
39. #define LDC1000_CMD_RPMAX             0x01
    
40. #define LDC1000_CMD_RPMIN             0x02
    
41. #define LDC1000_CMD_SENSORFREQ         0x03//谐振频率
    
42. #define LDC1000_CMD_LDCCONFIG         0x04
    
43. #define LDC1000_CMD_CLKCONFIG         0x05
    
44. #define LDC1000_CMD_THRESHILSB         0x06
    
45. #define LDC1000_CMD_THRESHIMSB         0x07
    
46. #define LDC1000_CMD_THRESLOLSB         0x08
    
47. #define LDC1000_CMD_THRESLOMSB         0x09
    
48. #define LDC1000_CMD_INTCONFIG         0x0A
    
49. #define LDC1000_CMD_PWRCONFIG         0x0B
    
50. #define LDC1000_CMD_STATUS            0x20
    
51. #define LDC1000_CMD_PROXLSB           0x21
    
52. #define LDC1000_CMD_PROXMSB           0x22
    
53. #define LDC1000_CMD_FREQCTRLSB        0x23
    
54. #define LDC1000_CMD_FREQCTRMID        0x24
    
55. #define LDC1000_CMD_FREQCTRMSB        0x25
    
56. 
    
57. //LDC1000寄存器
    
58. #define LDC1000_BIT_AMPLITUDE    0x18
    
59. #define LDC1000_BIT_RESPTIME     0x07
    
60. #define LDC1000_BIT_CLKSEL       0x02
    
61. #define LDC1000_BIT_CLKPD        0x01
    
62. #define LDC1000_BIT_INTMODE      0x07
    
63. #define LDC1000_BIT_PWRMODE      0x01
    
64. #define LDC1000_BIT_STATUSOSC    0x80
    
65. #define LDC1000_BIT_STATUSDRDYB  0x40
    
66. #define LDC1000_BIT_STATUSWAKEUP 0x20
    
67. #define LDC1000_BIT_STATUSCOMP   0x10
    
68. 
    
69. #endif
    
70. 
    
71. /*----------------------------end of LDC1000.h-------------------------------*/
    

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2017-5-27 23:13 上传

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jwdxu2009

参考和学习

suoma

这个传感器多少钱？有购买链接吗？

何昌昕

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

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