【CY8CKIT-003手记】天冷，跑几步

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冬天到了，今年挺冷的，北风一刮，脸上嗖嗖的。
话说上学的的时候，一到冬天，学校就会组织象征性长跑，其实就是给冬季长跑找个目标，最开始是革命圣地，比如延安什么的，后来长大点了，又赶上改革开放，就跑得远了：去过汉城接亚运火炬、去过九龙迎香港回归、还去过雅典取奥运圣火。体育老师画张地图，每隔几天就把全校每个人跑的总里程数加起来，看能到哪，就在地图上标出来。有的学校操场小，就让学生钻胡同跑，老师在边上看有没有掉队的。要是赶上校长有兴致过来看的日子，体育老师就会大声吆喝“快跑，马上到莫斯科了”。跑着跑着，身上就暖和了，肉体不僵硬，心思也就跟着活动起来“跑到莫斯科，回来的火车票给报销吗？”
又是一个冬天到了……
现在，一个有3维加速度传感器的板子放在面前，我一定要珍惜，
不能等到积灰的时候才后悔莫及，
坛子里最猥琐的事莫过于此......
既然爱版网给了我一个为所欲为的机会，
我就对这psoc板说三个字：
“计步器。”
如果非要在这里加一个期限，
我希望是.....就今天！
下面就是psoc板华丽变身山寨二进制计步器的经过，列位看官上眼：
首先找到KXSC7-2050的手册：

KXSC7-2050 Specifications Rev 4.pdf (447.37 KB, 下载次数: 558)

2012-12-4 13:39 上传

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鉴于板子上已经都替你接好了，那么手册中最重要的就是这个了：

根据这个表，我们知道xyz输出的范围是0.99-2.31v，3维坐标是这样的：

据说加速度传感器需要对数据做平滑处理，否则噪声太大。下面这2张图引自动力老男孩  的博客《运动状态中的加速度传感器》：

钟摆运动下的加速度传感器读数

看上去确实是够棘手的，不过想起在CY8CKIT-003有一个冒泡的的例子，里面没有使用常用的移动平滑的算法，而是用右移来降低抖动的幅度，经过实验，基本满足需要，毕竟计步器不是制导用的。【a】
然后就看了一下ADI的《利用3轴数字加速度计实现功能全面的计步器设计》：

pedometer_cn.pdf (468.61 KB, 下载次数: 164)

2012-12-4 13:56 上传

点击文件名下载附件

当然啦，里面讲的都是如何用ADI的器件来实现的，关于抖动，他的解决方法是用数字滤波器。不过既然已经决定了用右移来处理，那么这篇文章给我的最重要的提示就是“最活跃轴”这个概念：

不可能因为要取Z轴的输出，就要求使用者举着板子保持水平，这也太过分了。所以，决定取3轴中的最大值，以此作为“最活跃轴”进行判断。【b】
还有，可能出现某一步迈的时间略长的情况。我这里解决的办法有2个，一个是增加采样间隔，另一个是增加阈值的判断，即只有当采样值高于阈值时，才认为做出了相应动作。这里提到的动作有2种，一种是加速的加速度超过阀值，一种是减速的加速度超过阀值。这样算起来只有2个动作都做了，这1步才算是走完。【c】
由于psoc中只能有1个ADC，因此需要用一个模拟多路复用器（AMuxHw）来逐个获取3轴的数据，这个组件的用法是：
如果MuxTYpe为Switch，那么每路数字输入作为开关对应一个模拟输入；如果MuxTYpe为Mux，那么多路数字输入的二进制值就是选中的模拟输入的通道号。
下面是原理图：

管脚的配置：

上代码：

1. #include <device.h>
   
2. 
   
3. /*Cypress根据KXSC7-2050和12位ADC计算的常数*/
   
4. #define G_MEAN_VALUE            ((int16) 3300)
   
5. #define GAIN                    ((int16) 7)
   
6. 
   
7. /* 加速度传感器的控制位 ENABLE=1, MODE=1, ST/MODE=LOW */
   
8. #define ACCL_SET_CONTROL    ((uint8) 0x06)
   
9. 
   
10. /*三轴的宏定义*/
    
11. #define TYPE_X  ((int16) 0x01)
    
12. #define TYPE_Y  ((int16) 0x02)
    
13. #define TYPE_Z  ((int16) 0x04)
    
14. 
    
15. //取绝对值
    
16. int16 abs(int16 i){return i>=0?i:-i;}
    
17. 
    
18. //取最大值
    
19. int16 max(int16 i,int16 j){return i>=j?i:j;}
    
20. 
    
21. //获得某一轴的读数，改编自Cy的例子，请参考前文【a】的解释
    
22. int16 getAcclResult16(int16 i_typ){
    
23.         int16 Value=0;
    
24.         
    
25.         ADC_Control_Reg_Write(i_typ);
    
26.         
    
27.         /* Wait for ADC conversion to be completed */
    
28.         ADC_IsEndConversion(ADC_WAIT_FOR_RESULT);
    
29. 
    
30.         /* Read and process the acceleration value with offset and gain to update LED*/
    
31.         Value= ADC_GetResult16();
    
32.         Value = (Value - G_MEAN_VALUE)>>GAIN;
    
33.         
    
34.         return Value ;
    
35. }
    
36. 
    
37. void main()
    
38. {
    
39.    //3轴各自读数
    
40.     int16 i_x=0;
    
41.     int16 i_y=0;
    
42.     int16 i_z=0;
    
43. 
    
44.     int16 i_all=0;//“最活跃轴”的读数
    
45.     int16 i_dir=1;//方向标志
    
46.     int16 i_cnt=0;//步数
    
47. 
    
48.     CYGlobalIntEnable;//使能全局中断
    
49.     LED_Control_Reg_Write(0);//灭led
    
50.     dPort_AcclControl_Write(ACCL_SET_CONTROL);//配置传感器
    
51. 
    
52.     /* 启动ADC */
    
53.     ADC_Start();
    
54.     ADC_StartConvert();
    
55. 
    
56.     while(1)
    
57.     {
    
58.         CyDelay(10);
    
59.         i_x=abs(getAcclResult16(TYPE_X));
    
60.         i_y=abs(getAcclResult16(TYPE_Y));
    
61.         i_z=abs(getAcclResult16(TYPE_Z));
    
62.         i_all = max( i_x , max( i_y , i_z) );//请参考前文【b】的解释
    
63. 
    
64.         
    
65.         //请参考前文【c】的解释
    
66.         if(i_all>=7){
    
67.                 if(i_dir==0){//up
    
68.                         i_cnt++;
    
69.                         i_dir=1;
    
70.                 }else{//down
    
71.                         i_dir=0;
    
72.                 }
    
73.         }
    
74.         LED_Control_Reg_Write(i_cnt);//计算结果输出为led，看来使用者需要认识二进制的数
    
75.     }
    
76. }
    
77. 
    
78. /* [] END OF FILE  Cy的这个习惯不错留着吧 */
    

复制代码

代码就这些，揣着这货在屋里蹦达了几下，效果还说的过去。不过动作很大的时候会多跳1、2个，看来右移还是没平滑靠谱。ADI的设计里还有动态调整记步阀值参数的功能，而上面的设计连“重新计数”的功能都没有，真可谓比山寨更山寨的是山寨的原型。元芳，还冷吗，你也揣着它出去跑几步？

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沙发，顶一个！！！

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ht868788 发表于 2012-12-4 16:19
竟然在我看文章准备请教问题时抢了沙发，太不厚道了

哈哈~抢完沙发再看文章~~~

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ht868788 发表于 2012-12-4 17:45
呵，果然很详细。前段时间我也跟着板子跑了一遍加速度计的实验，没你那么上心。
关于【1】“但是，我看到 ...

这两天有点忙，就不多说了，回复简单不要见怪。
【1】进debug看了一下，发现ADC对超出量程的取值是0x1000。
【2】比较随意吧，有点倾斜的，但角度也不太大。
那个图是用windows下的画图手绘的。

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你用的是软件是1.0还是2.0呢

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你用的是软件是1.0还是2.0呢

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ming1006 发表于 2012-12-16 01:54
你用的是软件是1.0还是2.0呢

2.0

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nemon 发表于 2012-12-17 09:37
2.0

这种端口在2.0应该编译通不过吧

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可以的，但是会有warning。