• 本板卡实现功能
• 软硬件介绍

本次软件主要使用ST公司的AlgoBuilder(图形界面设计应用软件)，该软件工具可以快速描述STM32微控制器和MEMS传感器的应用原型，它提出零行代码快速开发原型的方法，可直观的提取并导出许多参数和传感器数据，减少编写固件代码所花费的时间和精力，用户可通过AlgoBuilder捆绑安装的Unicleo软件进行可视化显示并分析结果。

图一

本次使用的板卡是SensorTile.box主要包含多个高精度传感器如数字温度传感器（STTS751）、六轴惯性测量单元（LSM6DSOX）、三轴加速度计（LIS2DW12和LIS3DHH）、三轴磁力计（LIS2MDL）、高度计/压力传感器（LPS22HH）、麦克风/音频传感器（MP23ABS1）、温湿度传感器（HTS221）以及蓝牙模块组成。具有多种使用模式，可满足初学者和开发者的使用和开发。同时SensorTile.box还包含一个固件编程和调试接口，允许专业开发人员使用STM32开放式开发环境（STM32 ODE）进行更复杂的固件代码开发，该环境包括带有神经网络库的感应AI功能包。

                                                                    图二

• 功能介绍

本次完成的是任务一：使用SensorTile.box立方体较大的四个面，实现四个不同的功能，如：

面一，测量桌面倾斜程度；

面二，测量温度；

面三测量湿度；

面四，测量气压；

数据结果通过串口进行可视化显示。

图三

• 各功能对应的主要的代码片段及解释
• 设计思路

首先要进行四个面的判断，通过对algobuilder例程的分析，最终决定使用的重力加速度xyz轴三个方向上的数字变换进行比较判断从而确定面。通过判断条件确定面后选择使用的传感器，进而达到任务要求在规定面对应传感器输出并显示数据。

• 具体设计

                                                                           图四、完整流程图设计

立方体面的判断条件，通过对重力加速度的传感器的分析可知：面一时，Z轴加速度分量接近1且xy轴分量接近于0；面二时，y轴加速度分量接近-1且xz轴分量接近于0；面三时，Z轴加速度分量接近-1且xy轴分量接近于0；面四时，y轴加速度分量接近1且xz轴分量接近于0；由于在翻转时加速度波动较大并不是稳定与0、1、-1，所以采用大于特定值和小于特定值来判断，选用大于0.7/-0.7、小于0.4/-0.4。

图五

红色为重力加速度传感器，通过Demux进行拆分，分出xyz三个单独的分量进行下一步的判断。BarGraph将xyz分量的值通过柱状图表示，可以更加直观的观察出其变化量。And起到逻辑与的作用，xyz分量值进行比较判断后逻辑相与输出为真时对应传感器开始工作。

图六

• 主要功能

图七                                   图八

图七中Sensor Hub为传感器集成器，是设计中不可缺少的部分。通过四元数利用茶壶模型可视化看出板卡目前所处的状态，如图八。

                                  图九

图九使用Tile Sensing传感器直接输出三个方向的姿态角，图十再次使用重力加速度对XYZ分量进行数学运算得到theta、psi、phi方向上的角度。

图十

图十一

图十一是面二、三、四对应的温度、湿度、压强传感器，当达到触发条件时开始工作并通过缓冲数组来进行数据输出。

• 功能演示及结果说明

图十二

使用algobuilder时要对其进行配置，这里配置使用keil的编译器（程序见附件）

                              图十三

上图，我们设置茶壶盖子朝上时定义为面一，此时可测量角度变化情况。

图十四

此时茶壶侧边朝上为面二，图右测窗口显示出温度的变化情况。  

                                  图十五

此时茶壶盖子朝下为面三，图右测窗口为湿度变化情况。

                               图十六

此时茶壶侧边朝上为面四，图右测窗口为气压变化情况。

• 心得体会

非常感谢电子森林、硬禾学堂和Digikey举办的这次活动。本次活动虽然是比较基础的开发，但是通过这次活动，使我收获很多，也从中发现了自己的很多不足，此次设计在稳定性上还需要进一步优化和提升。这次活动也是使我接触到了进一步了解STM32的传感器的MEMS，体会到了ST公司的强大。希望以后可以有更有意思的板卡。