Funpack3-3活动——实现X-NUCLEO-IKS4A1数据切换及可视化

内容介绍

一、任务要求

使用板卡上的触摸按键，实现点按和左右滑动，实现传感器选择和切换，并将数据发送到上位机，功能选择的可视化也在上位机完成

二、设计思路

触摸按键基于Qvar技术，单片机获取电荷变化数据，通过串口上传到Simulink上位机。在Simulink上位机中实现数据的滤波、点按和左右滑动的识别、将需要发送的传感器数据类型发送给单片机，单片机进行数据的切换。其中软件流程图如下

三、程序实现

1、单片机功能：电荷变化数据获取、各类传感器数据的获取（加速度、温度、湿度、气压）、串口收发

（1）各类传感器数据的获取

通过STM32CubeMX软件配置NUCLEO-G0B1RE+IKS4A1

  for(i = 0; i < IKS4A1_MOTION_INSTANCES_NBR; i++)

  {

    if(MotionCapabilities[i].Acc)

    {

      Accelero_Sensor_Handler(i);

    }

    if(MotionCapabilities[i].Gyro)

    {

      Gyro_Sensor_Handler(i);

    }

    if(MotionCapabilities[i].Magneto)

    {

      Magneto_Sensor_Handler(i);

    }

  }



  for(i = 0; i < IKS4A1_ENV_INSTANCES_NBR; i++)

  {

    if(EnvCapabilities[i].Humidity)

    {

      Hum_Sensor_Handler(i);

    }

    if(EnvCapabilities[i].Temperature)

    {

      Temp_Sensor_Handler(i);

    }

    if(EnvCapabilities[i].Pressure)

    {

      Press_Sensor_Handler(i);

    }

  }

（2）电荷变化数据的获取

根据电气原理图，将触摸板正确连接到X-NUCLEO-IKS4A1开发板上，通过以下代码获取电荷变化数据

LSM6DSV16X_QVAR_GetData(MotionCompObj[IKS4A1_LSM6DSV16X_0], &QvarValue);

（3）串口收发

发送功能在STM32CubeMx生成的代码中已具备，不再赘述，重点介绍串口接收

在STM32CubeMx软件打开串口中断

开启中断，需要在串口主函数while之前、接收回调函数中增加如下代码

HAL_UART_Receive_IT(&huart2[11] ,data_buff,1);

根据上位机发送数据，将指定的数据发送给上位机

IKS4A1_MOTION_SENSOR_Axes_t acceleration;

    if(MotionCapabilities[1].Acc)

    {

  	  if (IKS4A1_MOTION_SENSOR_GetAxes(1, MOTION_ACCELERO, &acceleration))

  	    {

  	      snprintf(dataOut, MAX_BUF_SIZE, "\r\nACC[%d]: Error\r\n", (int)1);

  	    }

  	    else

  	    {

  	      snprintf(dataOut, MAX_BUF_SIZE, "\r\nACC_X[%d]: %d, ACC_Y[%d]: %d, ACC_Z[%d]: %d\r\n", (int)1,

  	               (int)acceleration.x, (int)1, (int)acceleration.y, (int)1, (int)acceleration.z);

  	    }

    }



    displayFloatToInt_t out_value;//环境传感器输出数据

    float temperature;//温度

    float pressure;//气压

    float humidity;//湿度



    if(EnvCapabilities[0].Temperature && data_buff[0]==10)

    {

  	  if (IKS4A1_ENV_SENSOR_GetValue(0, ENV_TEMPERATURE, &temperature))

  	  {

  		snprintf(dataOut, MAX_BUF_SIZE, "\r\nTemp[%d]: Error\r\n", (int)0);

  	  }

  	  else

  	  {

  		floatToInt(temperature, &out_value, 2);

  		snprintf(dataOut, MAX_BUF_SIZE, "\r\nTemp[%d]: %c%d.%02d degC\r\n", (int)0, ((out_value.sign) ? '-' : '+'), (int)out_value.out_int,

  				 (int)out_value.out_dec);

  	  }

    }

    if(EnvCapabilities[1].Pressure && data_buff[0]==11)

    {

  	  if (IKS4A1_ENV_SENSOR_GetValue(1, ENV_PRESSURE, &pressure))

  	   {

  	     snprintf(dataOut, MAX_BUF_SIZE, "\r\nPress[%d]: Error\r\n", (int)1);

  	   }

  	   else

  	   {

  	     floatToInt(pressure, &out_value, 2);

  	     snprintf(dataOut, MAX_BUF_SIZE, "\r\nPress[%d]: %d.%02d hPa\r\n", (int)1, (int)out_value.out_int,

  	              (int)out_value.out_dec);

  	   }

    }

    if(EnvCapabilities[2].Humidity  && data_buff[0]==12)

    {

  	  if (IKS4A1_ENV_SENSOR_GetValue(2, ENV_HUMIDITY, &humidity))

  	  {

  		  snprintf(dataOut, MAX_BUF_SIZE, "\r\nHum[%d]: Error\r\n", (int)2);

  	  }

  	  else

  	  {

  		  floatToInt(humidity, &out_value, 2);

  		  snprintf(dataOut, MAX_BUF_SIZE, "\r\nHum[%d]: %d.%02d %%\r\n", (int)2, (int)out_value.out_int,

  				   (int)out_value.out_dec);

  	  }

    }



   switch(data_buff[0])

   {

   	   case 0:

		   printf("#%06d%06d$\r\n",QvarValue,acceleration.x*100);

		   break;

   	   case 1:

   		   printf("#%06d%06d$\r\n",QvarValue,acceleration.y*100);

		   break;

   	   case 2:

   	   	   printf("#%06d%06d$\r\n",QvarValue,acceleration.z*100);

   		   break;

   	   case 10:

   	   case 11:

   	   case 12:

   		   printf("#%06d%06d$\r\n",QvarValue,out_value.sign?-(out_value.out_int*100+out_value.out_dec):out_value.out_int*100+out_value.out_dec);//上传数�??

   	   	   break;



   	   default:

   		   printf("#%06d%06d$\r\n",QvarValue,0);
   }

2、上位机功能：点按和左右滑动的识别、发送数据类型、数据展示

（1）点按和左右滑动的识别

基于滑动平均滤波算法，对电荷变化数据进行滤波处理。根据点按、左后滑动时，电荷变化的不同特点，通过状态机对识别算法进行设计

（2）发送数据类型处理逻辑如下

（3）数据实时展示如下

四、工程文件

链接：https://pan.baidu.com/s/1s5bQ3PIrNlTu_lyDYsj67A

提取码：8now

五、建议

希望增加无线通信、视觉识别相关的活动