Arduino笔记五三轴陀螺仪L3G4200D

L3G4200D是意法（ST）半导体公司推出的一款MEMS运动传感器：三轴数字输出陀螺仪。可选-250~250、-500~500、-2000-2000dps

开发环境：
系统：XP
单板：Arduino Leonardo
平台：arduino-1.0.1

目标：读三轴陀螺仪的原始数据，并通过串口显示

一、硬件介绍

三轴陀螺仪L3G4200D模块的原理图如下：

这里只用到SCL、SDA、VCC_3.3V、GND分别连接到Arduino的对应接口上。Arduino Leonardo上直接标有SDA、SCL连上即可，其它Arduino根据自己的板子连接。

二、编写测试代码

现在的arduino版本高，在网上找的例程都编译通不过，换了个低版本才编译通过。可以参考这个上面的代码 https://github.com/pololu/L3G4200D/tree/66f1448d7f6767e12d0fe0c5c50d4e037aedc27c/L3G4200D 找到这两个文件L3G4200D.cpp   L3G4200D.h，但文件好像不能直接下，代码都贴在网页上，直接copy下来。然后还要在arduino-1.0.1-windows\arduino-1.0.1\libraries下新建L3G4200D目录，将L3G4200D.cpp   L3G4200D.h拷到刚建的L3G4200D，就可以在Android中使用L3G4200D类。

文件L3G4200D.cpp

#include <L3G4200D.h>
#include <Wire.h>
#include <math.h>

// Defines ////////////////////////////////////////////////////////////////

// The Arduino two-wire interface uses a 7-bit number for the address, 
// and sets the last bit correctly based on reads and writes
#define GYR_ADDRESS (0xD2 >> 1)

// Public Methods //////////////////////////////////////////////////////////////

// Turns on the L3G4200D's gyro and places it in normal mode.
void L3G4200D::enableDefault(void)
{
	// 0x0F = 0b00001111
	// Normal power mode, all axes enabled
	writeReg(L3G4200D_CTRL_REG1, 0x0F);
}

// Writes a gyro register
void L3G4200D::writeReg(byte reg, byte value)
{
	Wire.beginTransmission(GYR_ADDRESS);
	Wire.write(reg);
	Wire.write(value);
	Wire.endTransmission();
}

// Reads a gyro register
byte L3G4200D::readReg(byte reg)
{
	byte value;

	Wire.beginTransmission(GYR_ADDRESS);
	Wire.write(reg);
	Wire.endTransmission();
	Wire.requestFrom(GYR_ADDRESS, 1);
	value = Wire.read();
	Wire.endTransmission();

	return value;
}

// Reads the 3 gyro channels and stores them in vector g
void L3G4200D::read()
{
	Wire.beginTransmission(GYR_ADDRESS);
	// assert the MSB of the address to get the gyro 
	// to do slave-transmit subaddress updating.
	Wire.write(L3G4200D_OUT_X_L | (1 << 7)); 
	Wire.endTransmission();
	Wire.requestFrom(GYR_ADDRESS, 6);

	while (Wire.available() < 6);

	uint8_t xla = Wire.read();
	uint8_t xha = Wire.read();
	uint8_t yla = Wire.read();
	uint8_t yha = Wire.read();
	uint8_t zla = Wire.read();
	uint8_t zha = Wire.read();

	g.x = xha << 8 | xla;
	g.y = yha << 8 | yla;
	g.z = zha << 8 | zla;
}

void L3G4200D::vector_cross(const vector *a,const vector *b, vector *out)
{
  out->x = a->y*b->z - a->z*b->y;
  out->y = a->z*b->x - a->x*b->z;
  out->z = a->x*b->y - a->y*b->x;
}

float L3G4200D::vector_dot(const vector *a,const vector *b)
{
  return a->x*b->x+a->y*b->y+a->z*b->z;
}

void L3G4200D::vector_normalize(vector *a)
{
  float mag = sqrt(vector_dot(a,a));
  a->x /= mag;
  a->y /= mag;
  a->z /= mag;
}

文件L3G4200D.h：

#ifndef L3G4200D_h
#define L3G4200D_h

#include <Arduino.h> // for byte data type

// register addresses

#define L3G4200D_WHO_AM_I      0x0F

#define L3G4200D_CTRL_REG1     0x20
#define L3G4200D_CTRL_REG2     0x21
#define L3G4200D_CTRL_REG3     0x22
#define L3G4200D_CTRL_REG4     0x23
#define L3G4200D_CTRL_REG5     0x24
#define L3G4200D_REFERENCE     0x25
#define L3G4200D_OUT_TEMP      0x26
#define L3G4200D_STATUS_REG    0x27

#define L3G4200D_OUT_X_L       0x28
#define L3G4200D_OUT_X_H       0x29
#define L3G4200D_OUT_Y_L       0x2A
#define L3G4200D_OUT_Y_H       0x2B
#define L3G4200D_OUT_Z_L       0x2C
#define L3G4200D_OUT_Z_H       0x2D

#define L3G4200D_FIFO_CTRL_REG 0x2E
#define L3G4200D_FIFO_SRC_REG  0x2F

#define L3G4200D_INT1_CFG      0x30
#define L3G4200D_INT1_SRC      0x31
#define L3G4200D_INT1_THS_XH   0x32
#define L3G4200D_INT1_THS_XL   0x33
#define L3G4200D_INT1_THS_YH   0x34
#define L3G4200D_INT1_THS_YL   0x35
#define L3G4200D_INT1_THS_ZH   0x36
#define L3G4200D_INT1_THS_ZL   0x37
#define L3G4200D_INT1_DURATION 0x38

class L3G4200D
{
	public:
		typedef struct vector
		{
			float x, y, z;
		} vector;

		vector g; // gyro angular velocity readings

		void enableDefault(void);

		void writeReg(byte reg, byte value);
		byte readReg(byte reg);

		void read(void);

		// vector functions
		static void vector_cross(const vector *a, const vector *b, vector *out);
		static float vector_dot(const vector *a,const vector *b);
		static void vector_normalize(vector *a);
};

#endif

文件L3G4200D.ino

#include <Wire.h>
#include <L3G4200D.h>

L3G4200D gyro;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  gyro.enableDefault();
}

void loop() {
  gyro.read();

  Serial.print("G ");
  Serial.print("X: ");
  Serial.print((int)gyro.g.x);
  Serial.print(" Y: ");
  Serial.print((int)gyro.g.y);
  Serial.print(" Z: ");
  Serial.println((int)gyro.g.z);

  delay(100);
}

三、编译测试

Arduino还是很方便操作的，选择好单板、参考，直接点上面的“对勾”就开始编译，编译没问题，点“->”箭头状的，开始上传程序，直至上传进度条完成。

接着打开Tools/Serial Monitor 显示如下：

这是水平放置的结果，倾斜模块会看到值变化。