HAL STM32 SSI/SPI方式读取MT6701磁编码器获取角度例程

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• 📍相关篇《HAL STM32 I2C方式读取MT6701磁编码器获取角度例程》
• 📌当前最新MT6701数据手册：https://www.magntek.com.cn/upload/MT6701_Rev.1.8.pdf
• 📜SSI协议读角度，时序和数据关系
  
  

SSI方式完全可以使用3个IO配置为输入输出模式（两个配置为输出，一个配置为输入），通过SSI协议，读取电平状态，实现对数据解析。

• 📝SSI核心代码实现：（参考《STM32 HAL库 驱动 MT6701 磁编码器》）

#define Loss_of_Track       4
#define Button_Detected     3
#define Field_Weak          2
#define Field_Strong        1
#define Normal              0/** SSI 方式读取信息* mode == 0 返回角度信息，0~360 浮点数* mode == 1 返回磁场信息*/
double ReadDataSSI(uint8_t mode)
{uint8_t RawData[25] = {0};uint16_t angle = 0;double fangle = 0;HAL_GPIO_WritePin(SSI_CSN_GPIO_Port,SSI_CSN_Pin,GPIO_PIN_RESET);        //起始信号Delay_us(2);HAL_GPIO_WritePin(SSI_CLK_GPIO_Port,SSI_CLK_Pin,GPIO_PIN_RESET);        //跳过第一个时钟沿Delay_us(2);HAL_GPIO_WritePin(SSI_CLK_GPIO_Port,SSI_CLK_Pin,GPIO_PIN_SET);Delay_us(2);for(uint8_t i = 0; i < 25; i++)                                                                 //读取数据{HAL_GPIO_WritePin(SSI_CLK_GPIO_Port,SSI_CLK_Pin,GPIO_PIN_RESET);RawData[i] = HAL_GPIO_ReadPin(SSI_DI_GPIO_Port,SSI_DI_Pin);HAL_GPIO_WritePin(SSI_CLK_GPIO_Port,SSI_CLK_Pin,GPIO_PIN_SET);Delay_us(2);}HAL_GPIO_WritePin(SSI_CSN_GPIO_Port,SSI_CSN_Pin,GPIO_PIN_SET);          //结束信号for(uint8_t i = 0; i < 14; i++)angle += RawData[i] * (2 << (13 - i));fangle = (double)(angle * 180.0) / 16384.0;     //角度信息switch (mode){case 0:return fangle;case 1:{if(RawData[14])return Loss_of_Track;else if(RawData[15])return Button_Detected;else if(RawData[16])return Field_Weak;else if(RawData[17])return Field_Strong;elsereturn Normal;}default:return 0;}
}

• 🌿引脚配置：
  

📚SSI测试工程

链接：https://pan.baidu.com/s/1es233q_NBo_s_fLkgbmTjw?pwd=r90i 
提取码：r90i

⛳SPI方式

📗STM32 SPI参数配置:

• 🌿STM32CubeMX中SPI基本配置信息：（其中Data Size,这里选择配置的是8位，配置16位也是可以的，不过软件编程上就与8位的编程代码就不同，不通用）。
  

• SPI串行同步时钟可以设置为不同的极性（Clock Polarity ，CPOL）与相位（Clock Phase ，CPHA）。

• 时钟的极性（CPOL）用来决定在总线空闲时，同步时钟（SCK）信号线上的电位是高电平还是低电平。

• 当时钟极性为0时（CPOL=0），SCK信号线在空闲时为低电平；当时钟极性为1时（CPOL=1），SCK信号线在空闲时为高电平；

• 时钟的相位（CPHA）用来决定何时进行信号采样。

• 当时钟相位为1时（CPHA=1），在SCK信号线的第二个跳变沿进行采样；这里的跳变沿究竟是上升沿还是下降沿，取决于时钟的极性。当时钟极性（CPOL）为0时，取下降沿；当时钟极性（CPOL）为1时，取上升沿；如下图：
  

• 🔖设置依据：根据手册SSI协议，可知：CLK空闲状态为low，决定CPOL配置为low,推荐CLK下降沿采集数据,那就配置CPHA为2，在SCK信号线的第二个跳变沿进行采样。
  

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• 🌾 补充：
• • 当时钟相位为0时（CPHA=0），在SCK信号线的第一个跳变沿进行采样。跳变沿同样与时钟极性有关：当时钟极性为0时，取上升沿；当时钟极性为1时，取下降沿；如下图：
    
• 对应：
  

SPI数据读取和转换实现

void MT6701_Read_RAW(uint8_t* pBuffer)   
{ uint16_t i; MT6701_CSN_CLR;//MT6701_CSN=0  //片选 for (i = 0; i < 4; i++){ pBuffer[i]=SPIx_ReadWriteByte(0xFF);    //循环读入字节数据  }	MT6701_CSN_SET;  //MT6701_CSN=1
} /*!*  @brief  Return position of encoder*  @return Angle value of encoder position*/
float angleRead( void ){float angle_f = 0.0f;uint8_t data[3];uint16_t angle_u16;MT6701_Read_RAW(data);angle_u16  = (uint16_t)(data[1] >> 2);angle_u16 |= ((uint16_t)data[0] << 6);angle_f =  (float)angle_u16 * (360.0f/16384.0f);return angle_f;
}

• 🎉优化处理

//angle_raw返回原始角度数据，angle转换后的角度值：0-360,field_status磁场强度；
void mt6701_read(uint16_t*angle_raw, float*angle, uint8_t*field_status)
{float angle_f = 0.0f;uint8_t status;uint8_t data[3];uint16_t angle_u16;MT6701_Read_RAW(data);angle_u16 = (uint16_t)(data[1] >> 2); //原始值angle_u16 |= ((uint16_t)data[0] << 6);status = (data[2] >> 6);status |= (data[1] & 0x03) << 2;if(angle_raw != NULL) {*angle_raw = angle_u16;}if(angle != NULL) {angle_f = (float)angle_u16 * (360.0f / 16384.0f);*angle = angle_f;}if(field_status != NULL) {*field_status = status & 0x03;}
}

• 🔖测试效果：
  

📚SPI测试代码

链接：https://pan.baidu.com/s/1X3vUEo5mW3vEGRbXftowxw?pwd=7o6g 
提取码：7o6g

📙读取24位数据并CRC校验功能测试

• 📝代码实现部分：

 unsigned int Angle = 0;
uint32_t AngleIn24bits = 0;
uint8_t Spi_TxData[4]={0x83,0xff,0xff,0xff};///03 04 05 寄存器存角度
uint8_t Spi_pRxData[4]={0};uint32_t ReadAngle(void)
{//Read in Burst modeHAL_GPIO_WritePin(MT6701_CS_GPIO_Port, MT6701_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);///CSN LOW   HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, &Spi_TxData[0], &Spi_pRxData[0],0x03,0xffff);HAL_GPIO_WritePin(MT6701_CS_GPIO_Port, MT6701_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);///CSN HIGHAngleIn24bits= (Spi_pRxData[0]<<16)|(Spi_pRxData[1]<<8)|(Spi_pRxData[2]);//   AngleIn14bits >>= 10;return (AngleIn24bits);	    
}
uint8_t crc6(uint8_t *data, uint8_t length)  
{  uint8_t i;  uint8_t crc = 0;    // Initial value  while(length--)  {  crc ^= *data++; // crc ^= *data; data++;for (i=6; i>0; --i)  { if (crc & 0x20)crc = (crc << 1) ^ 0x03;elsecrc = (crc << 1);}}  return crc&0x3f;  
} int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint8_t s[3];uint8_t crcvalue = 0;uint32_t AngleInHex = 0;float angle=0.0f;/* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_SPI1_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */AngleInHex = ReadAngle();s[0]=AngleInHex>>18;s[1]=AngleInHex>>12;s[2]=AngleInHex>>6;if(crc6(s, 3)==(AngleInHex&0x3f)){   printf("\r\nReadcrc=0x%x\r\n",AngleInHex&0x3F);printf("Cacucrc=0x%x\r\n",crc6(s, 3)&0x3F);printf("%.2f\r\n",(AngleInHex>>10)*360/16384.0);printf("%X\r\n",AngleInHex);HAL_Delay(5);printf("\n-------------------\n");HAL_Delay(5);}else{printf("\r\nReadcrc=0x%x\r\n",AngleInHex&0x3F);printf("Cacucrc=0x%x\r\n",crc6(s, 3)&0x3F);printf("CRC check error!\r\n");printf("%.2f\r\n",(AngleInHex>>10)*360/16384.0);HAL_Delay(5);printf("\n\r--------------------\n\r");}HAL_Delay(500);}/* USER CODE END 3 */
}

• 📄打印测试

📚读取数据并带CRC校验测试工程

链接：https://pan.baidu.com/s/1p-tUWT0P2aetlLwCr9X-IQ?pwd=1epn 
提取码：1epn

📘SPI +DMA读取数据并带CRC校验测试工程

• 🥕基于读取数据并带CRC校验测试工程版本基础上调整而来的。

链接：https://pan.baidu.com/s/1GCT23_lJC4ocbHautazoxg?pwd=9kvi 
提取码：9kvi