altos: Get mpu6000 working
authorKeith Packard <keithp@keithp.com>
Tue, 8 May 2012 04:51:25 +0000 (21:51 -0700)
committerKeith Packard <keithp@keithp.com>
Tue, 8 May 2012 04:51:25 +0000 (21:51 -0700)
This initializes the device appropraitely, and provides a command to
dump the current values in converted form.

Signed-off-by: Keith Packard <keithp@keithp.com>
src/drivers/ao_mpu6000.c
src/drivers/ao_mpu6000.h

index d7f67d6ecb61bdfa6791424dcd77e0d34bab33f6..d27c42b04c83187bab6c0d5e0c8a1c8f3d3d5f4b 100644 (file)
@@ -23,25 +23,27 @@ static uint8_t      ao_mpu6000_wake;
 static uint8_t ao_mpu6000_configured;
 
 static void
-ao_mpu6000_isr(void)
+ao_mpu6000_write(uint8_t addr, uint8_t *data, uint8_t len)
 {
-       ao_exti_disable(&AO_MPU6000_INT_PORT, AO_MPU6000_INT_PIN);
-       ao_mpu6000_wake = 1;
-       ao_wakeup(&ao_mpu6000_wake);
+       ao_i2c_get(AO_MPU6000_I2C_INDEX);
+       ao_i2c_start(AO_MPU6000_I2C_INDEX, MPU6000_ADDR_WRITE);
+       ao_i2c_send(&addr, 1, AO_MPU6000_I2C_INDEX, FALSE);
+       ao_i2c_send(data, len, AO_MPU6000_I2C_INDEX, TRUE);
+       ao_i2c_put(AO_MPU6000_I2C_INDEX);
 }
 
 static void
-ao_mpu6000_write(uint8_t addr, uint8_t *data, uint8_t len)
+ao_mpu6000_reg_write(uint8_t addr, uint8_t value)
 {
+       uint8_t d[2] = { addr, value };
        ao_i2c_get(AO_MPU6000_I2C_INDEX);
        ao_i2c_start(AO_MPU6000_I2C_INDEX, MPU6000_ADDR_WRITE);
-       ao_i2c_send(&addr, 1, AO_MPU6000_I2C_INDEX, FALSE);
-       ao_i2c_send(data, len, AO_MPU6000_I2C_INDEX, TRUE);
+       ao_i2c_send(d, 2, AO_MPU6000_I2C_INDEX, TRUE);
        ao_i2c_put(AO_MPU6000_I2C_INDEX);
 }
 
 static void
-ao_mpu6000_read(uint8_t addr, uint8_t *data, uint8_t len)
+ao_mpu6000_read(uint8_t addr, void *data, uint8_t len)
 {
        ao_i2c_get(AO_MPU6000_I2C_INDEX);
        ao_i2c_start(AO_MPU6000_I2C_INDEX, MPU6000_ADDR_WRITE);
@@ -51,34 +53,211 @@ ao_mpu6000_read(uint8_t addr, uint8_t *data, uint8_t len)
        ao_i2c_put(AO_MPU6000_I2C_INDEX);
 }
 
+static uint8_t
+ao_mpu6000_reg_read(uint8_t addr)
+{
+       uint8_t value;
+       ao_i2c_get(AO_MPU6000_I2C_INDEX);
+       ao_i2c_start(AO_MPU6000_I2C_INDEX, MPU6000_ADDR_WRITE);
+       ao_i2c_send(&addr, 1, AO_MPU6000_I2C_INDEX, FALSE);
+       ao_i2c_start(AO_MPU6000_I2C_INDEX, MPU6000_ADDR_READ);
+       ao_i2c_recv(&value, 1, AO_MPU6000_I2C_INDEX, TRUE);
+       ao_i2c_put(AO_MPU6000_I2C_INDEX);
+       return value;
+}
+
+static void
+ao_mpu6000_sample(struct ao_mpu6000_sample *sample)
+{
+       uint16_t        *d = (uint16_t *) sample;
+       int             i = sizeof (*sample) / 2;
+
+       ao_mpu6000_read(MPU6000_ACCEL_XOUT_H, sample, sizeof (*sample));
+       /* byte swap (sigh) */
+       while (i--) {
+               uint16_t        t = *d;
+               *d++ = (t >> 8) | (t << 8);
+       }
+}
+
+#define G      981     /* in cm/s² */
+
+static int16_t /* cm/s² */
+ao_mpu6000_accel(int16_t v)
+{
+       return (int16_t) ((v * (int32_t) (16.0 * 980.665 + 0.5)) / 32767);
+}
+
+static int16_t /* deg*10/s */
+ao_mpu6000_gyro(int16_t v)
+{
+       return (int16_t) ((v * (int32_t) 20000) / 32767);
+}
+
+static uint8_t
+ao_mpu6000_accel_check(int16_t normal, int16_t test, char *which)
+{
+       int16_t diff = test - normal;
+
+       if (diff < MPU6000_ST_ACCEL(16) / 2) {
+               printf ("%s accel self test value too small (normal %d, test %d)\n",
+                       which, normal, test);
+               return FALSE;
+       }
+       if (diff > MPU6000_ST_ACCEL(16) * 2) {
+               printf ("%s accel self test value too large (normal %d, test %d)\n",
+                       which, normal, test);
+               return FALSE;
+       }
+       return TRUE;
+}
+
+static uint8_t
+ao_mpu6000_gyro_check(int16_t normal, int16_t test, char *which)
+{
+       int16_t diff = test - normal;
+
+       if (diff < 0)
+               diff = -diff;
+       if (diff < MPU6000_ST_GYRO(2000) / 2) {
+               printf ("%s gyro self test value too small (normal %d, test %d)\n",
+                       which, normal, test);
+               return FALSE;
+       }
+       if (diff > MPU6000_ST_GYRO(2000) * 2) {
+               printf ("%s gyro self test value too large (normal %d, test %d)\n",
+                       which, normal, test);
+               return FALSE;
+       }
+       return TRUE;
+}
+
 static void
 ao_mpu6000_setup(void)
 {
+       struct ao_mpu6000_sample        normal_mode, test_mode;
+       int                             t;
+
        if (ao_mpu6000_configured)
                return;
 
-       /* Enable the EXTI interrupt for the appropriate pin */
-       ao_enable_port(AO_MPU6000_INT_PORT);
-       ao_exti_setup(&AO_MPU6000_INT_PORT, AO_MPU6000_INT_PIN,
-                     AO_EXTI_MODE_FALLING, ao_mpu6000_isr);
+       /* Reset the whole chip */
+       
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_PWR_MGMT_1,
+                            (1 << MPU6000_PWR_MGMT_1_DEVICE_RESET));
+       while (ao_mpu6000_reg_read(MPU6000_PWR_MGMT_1) &
+              (1 << MPU6000_PWR_MGMT_1_DEVICE_RESET))
+               ao_yield();
+
+       /* Reset signal conditioning */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_USER_CONTROL,
+                            (0 << MPU6000_USER_CONTROL_FIFO_EN) |
+                            (0 << MPU6000_USER_CONTROL_I2C_MST_EN) |
+                            (0 << MPU6000_USER_CONTROL_I2C_IF_DIS) |
+                            (0 << MPU6000_USER_CONTROL_FIFO_RESET) |
+                            (0 << MPU6000_USER_CONTROL_I2C_MST_RESET) |
+                            (1 << MPU6000_USER_CONTROL_SIG_COND_RESET));
+
+       while (ao_mpu6000_reg_read(MPU6000_USER_CONTROL) & (1 << MPU6000_USER_CONTROL_SIG_COND_RESET))
+               ao_yield();
+
+       /* Reset signal paths */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET,
+                            (1 << MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_GYRO_RESET) |
+                            (1 << MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_ACCEL_RESET) |
+                            (1 << MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_TEMP_RESET));
+
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET,
+                            (0 << MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_GYRO_RESET) |
+                            (0 << MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_ACCEL_RESET) |
+                            (0 << MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_TEMP_RESET));
 
+       /* Select clocks, disable sleep */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_PWR_MGMT_1,
+                            (0 << MPU6000_PWR_MGMT_1_DEVICE_RESET) |
+                            (0 << MPU6000_PWR_MGMT_1_SLEEP) |
+                            (0 << MPU6000_PWR_MGMT_1_CYCLE) |
+                            (0 << MPU6000_PWR_MGMT_1_TEMP_DIS) |
+                            (MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_PLL_X_AXIS << MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL));
+
+       /* Set sample rate divider to sample at full speed
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_SMPRT_DIV, 0);
+
+       /* Disable filtering */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_CONFIG,
+                            (MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_DISABLED << MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET) |
+                            (MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_260_256 << MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG));
+
+       /* Configure accelerometer to +/-16G in self-test mode */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_ACCEL_CONFIG,
+                            (1 << MPU600_ACCEL_CONFIG_XA_ST) |
+                            (1 << MPU600_ACCEL_CONFIG_YA_ST) |
+                            (1 << MPU600_ACCEL_CONFIG_ZA_ST) |
+                            (MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL_16G << MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL));
+
+       /* Configure gyro to +/- 2000°/s in self-test mode */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_GYRO_CONFIG,
+                            (1 << MPU600_GYRO_CONFIG_XG_ST) |
+                            (1 << MPU600_GYRO_CONFIG_YG_ST) |
+                            (1 << MPU600_GYRO_CONFIG_ZG_ST) |
+                            (MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL_2000 << MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL));
+
+       ao_delay(AO_MS_TO_TICKS(200));
+       ao_mpu6000_sample(&test_mode);
+
+       /* Configure accelerometer to +/-16G */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_ACCEL_CONFIG,
+                            (0 << MPU600_ACCEL_CONFIG_XA_ST) |
+                            (0 << MPU600_ACCEL_CONFIG_YA_ST) |
+                            (0 << MPU600_ACCEL_CONFIG_ZA_ST) |
+                            (MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL_16G << MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL));
+
+       /* Configure gyro to +/- 2000°/s */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_GYRO_CONFIG,
+                            (0 << MPU600_GYRO_CONFIG_XG_ST) |
+                            (0 << MPU600_GYRO_CONFIG_YG_ST) |
+                            (0 << MPU600_GYRO_CONFIG_ZG_ST) |
+                            (MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL_2000 << MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL));
+
+       ao_delay(AO_MS_TO_TICKS(10));
+       ao_mpu6000_sample(&normal_mode);
+       
+       ao_mpu6000_accel_check(normal_mode.accel_x, test_mode.accel_x, "x");
+       ao_mpu6000_accel_check(normal_mode.accel_y, test_mode.accel_y, "y");
+       ao_mpu6000_accel_check(normal_mode.accel_z, test_mode.accel_z, "z");
+
+       ao_mpu6000_gyro_check(normal_mode.gyro_x, test_mode.gyro_x, "x");
+       ao_mpu6000_gyro_check(normal_mode.gyro_y, test_mode.gyro_y, "y");
+       ao_mpu6000_gyro_check(normal_mode.gyro_z, test_mode.gyro_z, "z");
+
+       /* Filter to about 100Hz, which also sets the gyro rate to 1000Hz */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_CONFIG,
+                            (MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_DISABLED << MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET) |
+                            (MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_94_98 << MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG));
+
+       /* Set sample rate divider to sample at 200Hz (v = gyro/rate - 1) */
+       ao_mpu6000_reg_write(MPU6000_SMPRT_DIV,
+                            1000 / 200 - 1);
+       
+       ao_delay(AO_MS_TO_TICKS(100));
        ao_mpu6000_configured = 1;
 }
 
+
 static void
 ao_mpu6000_show(void)
 {
-       uint8_t addr;
-       uint8_t data[14];
-       uint8_t i;
-
-       ao_mpu6000_read(MPU6000_WHO_AM_I, data, 1);
-       printf ("mpu6000 WHO_AM_I: %02x\n", data[0]);
-#if 0
-       ao_mpu6000_read(MPU6000_ACCEL_XOUT_H, data, 14);
-       for (i = 0; i < 14; i++)
-               printf ("reg %02x: %02x\n", i + MPU6000_ACCEL_XOUT_H, data[i]);
-#endif
+       struct ao_mpu6000_sample        sample;
+
+       ao_mpu6000_setup();
+       ao_mpu6000_sample(&sample);
+       printf ("Accel: %7d %7d %7d Gyro: %7d %7d %7d\n",
+               ao_mpu6000_accel(sample.accel_x),
+               ao_mpu6000_accel(sample.accel_y),
+               ao_mpu6000_accel(sample.accel_z),
+               ao_mpu6000_gyro(sample.gyro_x),
+               ao_mpu6000_gyro(sample.gyro_y),
+               ao_mpu6000_gyro(sample.gyro_z));
 }
 
 static const struct ao_cmds ao_mpu6000_cmds[] = {
index d436a3e008ca4657a6ba4a886715c57c9e21ab0a..ca76b08128ddc3888cb611f30a295b5f9cbdd6bc 100644 (file)
 #define MPU6000_ADDR_WRITE     0xd0
 #define MPU6000_ADDR_READ      0xd1
 
-#define MPU6000_ACCEL_XOUT_H   0x3b
+#define MPU6000_SMPRT_DIV      0x19
+
+#define MPU6000_CONFIG         0x1a
+
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET   3
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_DISABLED          0
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_TEMP_OUT_L                1
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_GYRO_XOUT_L       2
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_GYRO_YOUT_L       3
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_GYRO_ZOUT_L       4
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_ACCEL_XOUT_L      5
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_ACCEL_YOUT_L      6
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_ACCEL_ZOUT_L      7
+#define  MPU6000_CONFIG_EXT_SYNC_SET_MASK              7
+
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG       0
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_260_256               0
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_184_188               1
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_94_98                 2
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_44_42                 3
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_21_20                 4
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_10_10                 5
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_5_5                   6
+#define  MPU6000_CONFIG_DLPF_CFG_MASK                  7
+
+#define MPU6000_GYRO_CONFIG    0x1b
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_XG_ST      7
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_YG_ST      6
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_ZG_ST      5
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL     3
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL_250         0
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL_500         1
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL_1000                2
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL_2000                3
+# define MPU600_GYRO_CONFIG_FS_SEL_MASK                3
+
+#define MPU6000_ACCEL_CONFIG   0x1c
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_XA_ST     7
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_YA_ST     6
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ZA_ST     5
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL   3
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL_2G                0
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL_4G                1
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL_8G                2
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL_16G       3
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_AFS_SEL_MASK      3
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ACCEL_HPF 0
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ACCEL_HPF_RESET   0
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ACCEL_HPF_5Hz     1
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ACCEL_HPF_2_5Hz   2
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ACCEL_HPF_1_25Hz  3
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ACCEL_HPF_0_63Hz  4
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ACCEL_HPF_HOLD    7
+# define MPU600_ACCEL_CONFIG_ACCEL_HPF_MASK    7
+
+#define MPU6000_INT_ENABLE     0x38
+#define  MPU6000_INT_ENABLE_FF_EN              7
+#define  MPU6000_INT_ENABLE_MOT_EN             6
+#define  MPU6000_INT_ENABLE_ZMOT_EN            5
+#define  MPU6000_INT_ENABLE_FIFO_OFLOW_EN      4
+#define  MPU6000_INT_ENABLE_I2C_MST_INT_EN     3
+#define  MPU6000_INT_ENABLE_DATA_RDY_EN                0
+
+#define MPU6000_INT_STATUS     0x3a
+#define  MPU6000_INT_STATUS_FF_EN              7
+#define  MPU6000_INT_STATUS_MOT_EN             6
+#define  MPU6000_INT_STATUS_ZMOT_EN            5
+#define  MPU6000_INT_STATUS_FIFO_OFLOW_EN      4
+#define  MPU6000_INT_STATUS_I2C_MST_INT_EN     3
+#define  MPU6000_INT_STATUS_DATA_RDY_EN                0
+
+#define MPU6000_ACCEL_XOUT_H           0x3b
+#define MPU6000_ACCEL_XOUT_L           0x3c
+#define MPU6000_ACCEL_YOUT_H           0x3d
+#define MPU6000_ACCEL_YOUT_L           0x3e
+#define MPU6000_ACCEL_ZOUT_H           0x3f
+#define MPU6000_ACCEL_ZOUT_L           0x40
+#define MPU6000_TEMP_H                 0x41
+#define MPU6000_TEMP_L                 0x42
+#define MPU6000_GYRO_XOUT_H            0x43
+#define MPU6000_GYRO_XOUT_L            0x44
+#define MPU6000_GYRO_YOUT_H            0x45
+#define MPU6000_GYRO_YOUT_L            0x46
+#define MPU6000_GYRO_ZOUT_H            0x47
+#define MPU6000_GYRO_ZOUT_L            0x48
+
+#define MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET      0x68
+#define MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_GYRO_RESET   2
+#define MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_ACCEL_RESET  1
+#define MPU6000_SIGNAL_PATH_RESET_TEMP_RESET   0
+
+#define MPU6000_USER_CONTROL           0x6a
+#define MPU6000_USER_CONTROL_FIFO_EN           6
+#define MPU6000_USER_CONTROL_I2C_MST_EN                5
+#define MPU6000_USER_CONTROL_I2C_IF_DIS                4
+#define MPU6000_USER_CONTROL_FIFO_RESET                2
+#define MPU6000_USER_CONTROL_I2C_MST_RESET     1
+#define MPU6000_USER_CONTROL_SIG_COND_RESET    0
+
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1     0x6b
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_DEVICE_RESET                7
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_SLEEP               6
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CYCLE               5
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_TEMP_DIS            3
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL              0
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_INTERNAL             0
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_PLL_X_AXIS           1
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_PLL_Y_AXIS           2
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_PLL_Z_AXIS           3
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_PLL_EXTERNAL_32K     4
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_PLL_EXTERNAL_19M     5
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_STOP                 7
+#define MPU6000_PWR_MGMT_1_CLKSEL_MASK                 7
+
+#define MPU6000_PWR_MGMT_2     0x6c
+
 #define MPU6000_WHO_AM_I       0x75
 
+/* Self test acceleration is approximately 0.5g */
+#define MPU6000_ST_ACCEL(full_scale)   (32767 / ((full_scale) * 2))
+
+/* Self test gyro is approximately 50°/s */
+#define MPU6000_ST_GYRO(full_scale)    ((int16_t) (((int32_t) 32767 * (int32_t) 50) / (full_scale)))
+
+struct ao_mpu6000_sample {
+       int16_t         accel_x;
+       int16_t         accel_y;
+       int16_t         accel_z;
+       int16_t         temp;
+       int16_t         gyro_x;
+       int16_t         gyro_y;
+       int16_t         gyro_z;
+};
+
 void
 ao_mpu6000_init(void);