copied the file twice, whoops master
authorkremlin <kremlin@uglyman.kremlin.cc>
Mon, 16 Feb 2015 08:29:37 +0000 (02:29 -0600)
committerkremlin <kremlin@uglyman.kremlin.cc>
Mon, 16 Feb 2015 08:29:37 +0000 (02:29 -0600)
lsm303d_arm_arduino.c

index decd6adb879d737b961ae4017318095729bcba64..0835df2f87801952ca514798d91d2b5a624b7071 100644 (file)
@@ -482,488 +482,4 @@ void loop() {
   stream_temp();
   //stream_magno();
 }
-/* Copyright (c) 2015, Ian Sutton <ian@kremlin.cc>
-
- * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
- * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
- * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
- *
- * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
- * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
- * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
- * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
- * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
- * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
- * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE. */
- /* this is a library for the arduino due that controls the LSM303D accelerometer 
-  * & magnometer. it will not work on other arduino models, it uses API calls 
-  * exclusive to newer ARM-based arduinos.
-  * 
-  * steps to recreate:
-  *
-  * !! be especially careful of the 5V output in on the due's SPI header. it is a high !!
-  * !! current output & will cook anything nearby. refer to this diagram before making !!
-  * !! any connections: http://uglyman.kremlin.cc/quick/due-pinout-web.png            !!
-  *
-  * - wire SPI ports on the LSM to their respective pins on the due's SPI header (not
-  *   ICSP!)
-  *
-  * - wire INT2 to digital pin 53 and the LSM's chip select/slave select port to
-  *   pin 10 above the pwm module.
-  *
-  * - ground the SPI module, arduino, and LSM together, preferably alone. i had to use
-  *   an audio isolation amplifier to provide a quiet enough ground to support the
-  *   unusually high SPI baud rate i use here, discussed later.
-  *
-  * - wire LSM's Vin to the arduino's 3.3V supply. leave Vdd floating */
-
-#include <SPI.h>
-
-/* slave select pin */
-#define LSM_CS 10
-
-/* wire to INT2 which latches to a magnometer-read-ready signal */
-#define MAGNO_RDY_PIN 53
-
-/* SPI clock divider (84MHz divided by this equals SPI frequency) */
-#define SPI_CLK_DIV 3
-
-/* frequency of temperature sensor in Hz, set in lsm_config() */
-#define TEMP_FREQ 100
-
-/* struct representing magnometer values at shared instant of time */
-struct magno_point {
-  
-  signed short x;
-  signed short y;
-  signed short z;
-};
-
-/* hands off */
-const byte BAD_REGS[8] = { 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x0E, 0x10, 0x11 };
-
-/* these are set on successful completion of their respective funcs */
-bool SERIAL_CONFIGURED = 0;
-bool SPI_CONFIGURED = 0;
-bool SPI_OK = 0;
-bool LSM_CONFIGURED = 0;
-
-/* don't brick the LSM */
-bool matches_badreg(byte addr) {
-
-  short i;
-  i = 0;
-
-  for (; i < 8; i++)
-    if (addr == BAD_REGS[i])
-      return true;
-
-  return false;
-}
-
-/* fired when critical exception encountered, doesn't return */
-void killspin(String msg) {
-
-  Serial.println(msg);
-  Serial.println("exception occurred or assertion failed. no-operation until reset");
-  while (1);
-}
-
-/* reads n sequential bytes starting @ addr returns byte array of size n
- * returned array must be free()'d manually! */
-byte *spi_multiread(byte addr, short n) {
-
-  byte *ret, first;
-  short cnt;
-
-  if (matches_badreg(addr))
-    killspin("tried to read from a reserved, internal register!");
-
-  if (!SPI_CONFIGURED || !SPI_OK)
-    killspin("tried to read over SPI before it was configured or tested!");
-
-  /* addresses are 6 bits wide */
-  if (addr > 63)
-    killspin("invalid lsm register address");
-
-  /* set msb to read, 2nd msb for multibyte op, and append 6 bit address field */
-  first = 128 + 64 + addr;
-  cnt   = 0;
-
-  /* free this! */
-  ret = (byte *) calloc(n, 1);
-
-  /* kickoff read operation */
-  SPI.transfer(LSM_CS, first, SPI_CONTINUE);
-
-  for (; cnt < n - 1; cnt++)
-    ret[cnt] = SPI.transfer(LSM_CS, first, SPI_CONTINUE);
-
-  ret[n - 1] = SPI.transfer(LSM_CS, first, SPI_LAST);
-
-  return ret;
-}
-
-/* reads & returns 1 byte @ addr */
-byte spi_read(byte addr) {
-
-  byte first, ret;
-
-  if (matches_badreg(addr))
-    killspin("tried to read from a reserved, internal register!");
-
-  if (!SPI_CONFIGURED || !SPI_OK)
-    killspin("tried to read over SPI before it was configured or tested!");
-
-  /* addresses are 6 bits wide */
-  if (addr > 63)
-    killspin("invalid lsm register address");
-
-  /* set msb to read and append 6 bit address field */
-  first = 128 + addr;
-
-  /* perform 16 bit SPI exchange as per LSM datasheet's specification */
-  SPI.transfer(LSM_CS, first, SPI_CONTINUE);
-  ret = SPI.transfer(LSM_CS, 0x00, SPI_LAST);
-
-  return ret;
-}
-
-/* write single byte @ addr */
-void spi_write(byte addr, byte data) {
-
-  byte first;
-
-  if (matches_badreg(addr))
-    killspin("tried to write to a reserved, internal register!");
-
-  if (!SPI_CONFIGURED || !SPI_OK)
-    killspin("tried to write over SPI before it was configured or tested!");
-
-  /* addresses are 6 bits wide */
-  if (addr > 63)
-    killspin("INVALID ADDRESS");
-
-  /* set 6 bit address field */
-  first = addr;
-
-  /* perform 16 bit SPI exchange as per LSM datasheet's specification */
-  SPI.transfer(LSM_CS, first, SPI_CONTINUE);
-  SPI.transfer(LSM_CS, data, SPI_LAST);
-}
-
-void spi_config() {
-
-  SPI.begin(LSM_CS);
-
-  /* my arduino due has a 84 MHz cpu which is divided here to provide the
-   * SPI baud rate. the LSM's data sheet purports the maximum SPI frequency
-   * is 10MHz, however i've found that it works fine up to 28MHz, which is
-   * the frequency set below (84 MHz / 3 = 28 MHz) */
-  SPI.setClockDivider(LSM_CS, SPI_CLK_DIV);
-
-  /* LSM is big endian */
-  SPI.setBitOrder(LSM_CS, MSBFIRST);
-
-  /* clock is active-low, exchange occurs on clock's first falling edge
-   * CPOL = 1, CKE = 0 */
-  SPI.setDataMode(LSM_CS, SPI_MODE3);
-
-  SPI_CONFIGURED = 1;
-}
-
-/* read & check immutable device ID reg a number of times to guarantee LSM
- * slave is responding and capable of handling master's SPI clock freq.
- * then, write reg & read back to test writing */
-boolean spi_test() {
-
-  bool read_ok, write_ok;
-  byte i;
-
-  i = 0;
-  read_ok = true;
-  write_ok = true;
-
-  if (!SPI_CONFIGURED)
-    killspin("tried to test SPI before it was configured!");
-
-  /* cheat a little here */
-  SPI_OK = 1;
-
-  /* test reading */
-  Serial.print(" [READ: ");
-
-  for (; i < 100; i++)
-    if (spi_read(0x0F) != 0x49)
-      read_ok = false;
-
-  if (read_ok)
-    Serial.print("OK, WRITE: ");
-  else
-    Serial.print("FAIL, WRITE: ");
-
-  /* test writing with */
-  i = 0;
-  for (; i < 100; i++) {
-
-    spi_write(0x17, i);
-
-    /* uncomment for write debugging
-    Serial.print("WROTE ");
-    Serial.print(i);
-    Serial.print(" GOT ");
-    Serial.println(spi_read(0x17));*/
-
-    if (spi_read(0x17) != i)
-      write_ok = false;
-  }
-
-  /* write back datasheet-defined default value to test
-   * register we used (OFFSET_X_L_M) */
-  if (write_ok)
-    spi_write(0x17, 0x00);
-
-  /* finish up */
-  if (write_ok)
-    Serial.print("OK] ");
-  else
-    Serial.print("FAIL] ");
-
-  if (read_ok && write_ok) {
-
-    SPI_OK = 1;
-    return true;
-
-  } else {
-
-    SPI_OK = 0;
-    Serial.println(":: failed!");
-    return false;
-  }
-}
-
-void lsm_config() {
-
-  if (!SPI_CONFIGURED || !SPI_OK)
-    killspin("tried to configure lsm before spi was configured & tested");
-
-  /* set 16 bit 2's comp. magnetic field offset values for x, y, z.
-   * these default to zero as correct offset values depend on your geographical
-   * location. you can find the current magnetic field strength at your coords
-   * using NOAA's database: http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#igrfwmm
-   *
-   * in the WMM model, the significant values are north comp (z offset), east comp
-   * (x offset), and vertical comp (y offset). you can ignore the 'change/year' and
-   * 'uncertainty' values
-   *
-   * you must translate the given tesla values into corresponding gauss equivalents
-   * and scale them according to the range specified later in this function. you will
-   * usually use the +2:-2 gauss scale. here is an example conversion for 
-   * latitude 43° 2' 14" N, longitude 76° 7' 36" W (near syracuse university in
-   * syracuse, NY 13210), 0 meters above sea level, taken on february 16th, 2015 at 07:32 UTC:
-   *
-   * [x] :: -4,129.9 nanoteslas :: -0.041299 gauss
-   * [y] :: 49,817.8 nanoteslas ::  0.498178 gauss
-   * [z] :: 18,755.9 nanoteslas ::  0.187559 gauss
-   *
-   * next, we need to fit these values into our 4-gauss scale (spanning from +2 gauss
-   * to -2 gauss) in the context of a 16-bit signed number. to do this, take the gauss value
-   * and divide it by 2. take this number, and multiply it by 2^15 - 1. round to closest integer.
-   * finally, multiply this value by -1 as the offset value combined with the sensed value should
-   * result in zero. negatives should be expressed as two's complement. here are the offsets derived
-   * from the previous values:
-   *
-   * [x] ::     677 :: 0x02A5
-   * [y] :: -16,324 :: 0xC03C
-   * [z] ::  -6,146 :: 0xE7FE
-   */ 
-  const byte x_lo_offset = 0xA5;
-  const byte x_hi_offset = 0x02;
-  
-  const byte y_lo_offset = 0x3C;
-  const byte y_hi_offset = 0xC0;
-  
-  const byte z_lo_offset = 0xFE;
-  const byte z_hi_offset = 0xE7;
-  
-  spi_write(0x16, x_lo_offset);
-  spi_write(0x17, x_hi_offset);
-  
-  spi_write(0x18, y_lo_offset);
-  spi_write(0x19, y_hi_offset);
-  
-  spi_write(0x1A, z_lo_offset);
-  spi_write(0x1B, z_hi_offset);
-  
-  /* latch magnometer-ready to INT2 output pin */
-  spi_write(0x23, 0x04);
-
-  /* enable temperature sensor,
-   * select high magnetic resolution,
-   * select 100Hz sensor rate */
-  spi_write(0x24, 0xF4);
-
-  /* set full scale of magnetometer to +2:-2 gauss as
-   * earth's field is usually between +0.65:-0.65 G */
-  spi_write(0x25, 0x00);
-  
-  /* switch on magnometer, to continuous conversion mode */
-  spi_write(0x26, 0x00);
-
-  LSM_CONFIGURED = 1;
-}
-
-/* returns a size-n array of readings from temperature sensor. function waits
- * between reads for a time equal to the period length of the sensor as to avoid
- * multiple reads of an un-updated value. this is a hack to get around the fact
- * this chip does not have a TEMP_READY bit in a status register like the magnometer
- * or accelerometer do.
- * caller must free() returned pointer */
-signed short *pull_temp_values(int n) {
-
-  signed short *ret;
-  int sensor_period, i;
-  byte *temp_pair, *sync_pair_i, *sync_pair_f;
-
-  /* period length in milliseconds of temperature sensor refresh */
-  sensor_period = 1000 / TEMP_FREQ; 
-
-  i = 0;
-  ret = (signed short *) calloc(n, 2);
-
-  sync_pair_i = sync_pair_f = spi_multiread(0x05, 2);
-
-  /* spin until sensor cranks */
-  while (sync_pair_i == sync_pair_f)
-    sync_pair_f = spi_multiread(0x05, 2);
-    
-  /* wait until mid-period to read as to avoid edge-case duplicates */
-  delay(sensor_period / 2);
-
-  for (; i < n; i++) {
-    temp_pair = spi_multiread(0x05, 2);
-    ret[i] = word(temp_pair[1], temp_pair[0]);
-    free(temp_pair);
-    delay(sensor_period);
-  }
-  
-  free(sync_pair_i);
-  free(sync_pair_f);
-
-  return ret;
-}
-
-/* returns a magno_point struct from passed 48 bit input taken from magno sensors */
-struct magno_point parse_raw_magno_data(byte *in) {
-  
-  struct magno_point ret;
-  
-  ret.x = word(in[1], in[0]);
-  ret.y = word(in[3], in[2]);
-  ret.z = word(in[5], in[4]);
-  
-  return ret;
-}
-
-/* returns a size-n array of readings from magnometer. result contains 3 words
- * describing felt magnetic field strengths x, y, z directions. function polls INT2 
- * (latched to magnometer-ready signal) until it goes high before reading from sensor.
- * this guarantees each member in returned array is a genuine, non-repeat value from a 
- * single magnometer sensor cycle
- * caller must free() returned pointer */
-struct magno_point *pull_magno_values(int n) {
-  
-  struct magno_point *ret;
-  int i;
-  
-  i = 0;
-  ret = (struct magno_point *) calloc(n, sizeof(struct magno_point));
-  
-  for(; i < n; i++) {
-    
-    /* spin until sensors are fresh */
-    while(digitalRead(MAGNO_RDY_PIN) != 1);
-    
-    ret[i] = parse_raw_magno_data(spi_multiread(0x08, 6));
-  }
-  
-  return ret;
-}
-
-void setup() {
-
-  /* set up magno. read ready signal */
-  pinMode(MAGNO_RDY_PIN, INPUT);
-  
-  /* this is about as fast as you can get on the serial console */
-  Serial.begin(115200);
-  SERIAL_CONFIGURED = 1;
-
-  /* spi init */
-  Serial.print("configuring spi..");
-  spi_config();
-  Serial.println("done");
-
-  /* spi check */
-  Serial.print("testing spi..");
-  if (spi_test())
-    Serial.println("done");
-  else
-    killspin("SPI test failed. perhaps the device is not wired correctly or your frequency is too high");
-
-  /* lsm init */
-  Serial.print("configuring lsm..");
-  lsm_config();
-  Serial.println("done");
-}
-
-/* demonstration of realtime temperature stream. does not return */
-void stream_temp() {
-
-  for(;;) {
-    signed short *temp_vals;
-    temp_vals = pull_temp_values(100);
-
-    for (int i = 0; i < 100; i++) {
-      if(!(i % 20) && i)
-        Serial.print('\n');
-      else if(i)
-        Serial.print(" ");
-      
-      Serial.print(temp_vals[i], DEC);
-    }
-  
-    Serial.println("\n--------------------------------------------------------------------------------");
-  
-    free(temp_vals);
-  }
-}
-
-/* demonstration of realtime magnometer stream. does not return */
-void stream_magno() {
-  
-  struct magno_point *read_buf;
-
-  read_buf = pull_magno_values(100);
-  
-  for(int i = 0; i < 100; i++) {
-    
-    Serial.print("X: ");
-    Serial.println(read_buf[i].x, DEC);
-    Serial.print("Y: ");
-    Serial.println(read_buf[i].y, DEC);
-    Serial.print("Z: ");
-    Serial.println(read_buf[i].z, DEC);
-    Serial.println("---------");
-  }
-  
-  free(read_buf);
-}
-
-void loop() {
-  
-  stream_temp();
-  //stream_magno();
-}