ADXL355 STM32 HAL

### 使用STM32 HAL库与ADXL355加速度计接口

#### 硬件连接
为了使STM32能够通过SPI协议与ADXL355交互，需按照特定的方式连接两者之间的信号线。通常情况下，这涉及到将MCU的SPI引脚（SCK, MISO, MOSI 和 NSS/CS）分别对接到传感器对应的引脚上[^1]。

#### STM32CubeMX配置
利用STM32CubeMX工具可以简化外设初始化过程。对于本项目而言，在软件界面内应选择启用SPI通信模式，并指定相应的参数如波特率、工作模式等。此外还需开启定时器用于控制采样的周期性触发事件[^2]。

#### 程序编写

##### 寄存器宏定义
针对ADXL355内部寄存器地址以及命令操作码进行了预定义，以便后续调用更方便直观：

#define ADXL355_REG_DEVID_AD      0x00
#define ADXL355_REG_PARTID        0x01
// ...其他必要的寄存器...

##### SPI写入单字节数据函数
此部分实现了向目标设备发送指令的功能，具体实现如下所示：

void ADXL355_WriteReg(uint8_t reg_addr,uint8_t data){
    uint8_t tx_data[2];
    
    /* Select the device */
    HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_PORT,SPI_CS_PIN,GPIORESET);
    
    /* Prepare buffer for transmission */
    tx_data[0]=reg_addr;
    tx_data[1]=data;

    /* Send two bytes over SPI bus */
    HAL_SPI_Transmit(&hspi1,tx_data,sizeof(tx_data),HAL_MAX_DELAY);

    /* Deselect the device */
    HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_PORT,SPI_CS_PIN,GPIOSET);  
}

##### SPI读取单字节数据函数
该方法负责接收来自外部器件的信息反馈，代码片段如下：

uint8_t ADXL355_ReadReg(uint8_t reg_addr){
    uint8_t rx_data=0;
    
    /* Select the device */
    HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_PORT,SPI_CS_PIN,GPIORESET);
    
    /* Transmit register address followed by dummy byte to receive actual value */
    HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1,&reg_addr,&rx_data,1,HAL_MAX_DELAY);

    /* Deselect the device */
    HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_PORT,SPI_CS_PIN,GPIOSET);
    
    return rx_data;   
}

##### 多字节读取函数
当需要获取连续多个寄存器的内容时，则可借助下面这段逻辑来完成批量传输任务：

void ADXL355_BurstRead(uint8_t start_reg,uint8_t *pdata,uint8_t length){
    int i;
    
    /* Select the device */
    HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_PORT,SPI_CS_PIN,GPIORESET);
    
    /* Start reading from specified starting point */
    HAL_SPI_Transmit(&hspi1,&start_reg,1,HAL_MAX_DELAY);
    
    /* Perform burst read operation */
    HAL_SPI_Receive(&hspi1,pdata,length,HAL_MAX_DELAY);

    /* Deselect the device */
    HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_PORT,SPI_CS_PIN,GPIOSET);
}

##### 设备初始化流程
在应用程序启动阶段执行一次性的设定动作，确保之后的操作均处于预期状态之下：

void ADXL355_Init(void){
    // Initialize CS pin as output high level (device deselected state)
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct={0};
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitStruct.Pin=SPI_CS_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,SPI_CS_PIN,GPIO_SET);

    // Configure power mode and ODR settings via writing into respective registers
    ADXL355_WriteReg(ADXL355_REG_POWER_CTL,0xC0); // Set normal operating mode & enable all axes
    ADXL355_WriteReg(ADXL355_REG_FILTER,0x0B);   // Choose filter bandwidth setting
    
    // Additional initialization steps may be required depending on application requirements.
}

##### 加速度原始数据解析
由于ADXL355返回的是经过编码后的数值形式，因此有必要将其转换成物理量表示法：

float ConvertRawToG(int32_t rawValue){
    float sensitivityFactor = 0.000061f; // LSB/g at ±8g range
    return ((float)rawValue)*sensitivityFactor;
}

##### 定时中断服务例程
为了让系统能定期采集最新的运动状况更新，可以通过设置一个固定频率的时间间隔来进行轮询式的检测活动：

void TIM2_IRQHandler(void){
    if(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim2,TIM_IT_UPDATE)!=RESET){
        static uint8_t buff[6]; // Buffer used to store X,Y,Z axis acceleration values
        
        // Read XYZ-axis sensor outputs sequentially
        ADXL355_BurstRead(ADXL355_REG_XDATA_H,buff,6);
        
        // Process received binary stream according to endianness rules
        int32_t xData=((int32_t)(buff[0]<<16)|(buff[1]<<8)|buff[2]);
        int32_t yData=((int32_t)(buff[3]<<16)|(buff[4]<<8)|buff[5]);

        // Apply conversion factor to obtain g-force measurements along each dimension
        float fx=ConvertRawToG(xData);
        float fy=ConvertRawToG(yData);
        
        // Further processing such as step counting algorithm implementation goes here...

        // Clear interrupt flag after handling it properly
        __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE);
    }
}