概述

本文將介紹如何使用 LPS28DFW 傳感器來讀取的壓強數據，來估算水下深度，可以利用液體靜壓的原理。最近在弄ST和瑞薩RA的課程，需要樣片的可以加群申請：615061293 。

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水壓計算

對于水平地面的固體對地面產生的壓強，由于壓力大小等于重力，計算固體壓力時一般都會先計算壓力后計算壓強，所以 F=G 在固體中經常用到，但同時我們又要明確知道壓力與重力的不同。對于液體計算公式的由來，同一深度朝各個方向都有壓強且相等；密度相同時，深度越深壓強越大；深度相同
時，密度越大壓強越大。這只是定性的關系，對于定量關系則是建立了一個規則形狀的液柱，設想
液柱下方平面的壓強就是該位置的液體壓強大小。如下圖所示，液柱對平面的壓力等于液柱所受
的重力，借助于公式的變形 F=G=mg=ρVg=ρgSh ，從而推出 P=F/S=ρgh 。由于液體同一深度朝各個方向都有壓強且相等，所以這個公式就可以普遍計算同一深度其他位置的液體壓強大小。
其中：
● P 是液體的壓力（即氣壓計測得的壓力值），
● ρ 是液體的密度（通常在20°C下水密度為1000 kg/m3）
● g 是重力加速度（通常取9.8 m/s2），
● h 是液體的深度。

設置速率和分辨率

對于 LPS28DFW 氣壓傳感器，CTRL_REG1（10h）和 CTRL_REG2（11h）的主要設置如下：
CTRL_REG1（10h）
● ODR[3:0]：輸出數據速率選擇。默認值：0000。具體的配置值見數據表 19。
● AVG[2:0]：平均值選擇。默認值：000。具體的配置值見數據表 20。
CTRL_REG2（11h）
● BOOT：重新啟動內存內容。默認值：0（0：正常模式；1：重新啟動內存內容）。
● FS_MODE：全量程選擇。默認值：0（0：模式1，全量程高達1260 hPa；1：模式2，全量程高達4060 hPa）。
● LFPF_CFG：低通濾波器配置。默認值：0（0：ODR/4；1：ODR/9）。
● EN_LPFP：啟用壓力數據上的低通濾波器。默認值：0（0：禁用；1：啟用）。
● BDU：塊數據更新。默認值：0（0：連續更新；1：直到讀取了 MSB 和 LSB 之前，輸出寄存器不更新）。
● SWRESET：軟件復位。默認值：0（0：正常模式；1：軟件復位）。復位完成時位自動清零。
● ONESHOT：啟用一次性模式。默認值：0（0：空閑模式；1：獲取新的數據集）。

設置輸出數據速率 (md.odr = LPS28DFW_1Hz)：將輸出數據速率設置為每秒 1 次（1Hz）。較低的數據速率通常可以減少噪聲，從而提高測量的準確性。
設置平均值 (md.avg = LPS28DFW_512_AVG)：選擇 512 次平均。這意味著傳感器將獲取 512 個樣本并計算它們的平均值作為最終輸出。平均更多的樣本可以顯著減少隨機噪聲，從而提高數據的穩定性和準確性。
設置低通濾波器 (md.lpf = LPS28DFW_LPF_ODR_DIV_9)：低通濾波器設置為 ODR/9，這將進一步平滑輸出數據，消除高頻噪聲。
設置全量程 (md.fs = LPS28DFW_1260hPa)：選擇全量程為 1260hPa。這種較低的全量程可能更適合于測量較小的壓力變化，進一步提高測量精度。
應用這些設置 (lps28dfw_mode_set(&dev_ctx, &md))：最后，這些配置通過 lps28dfw_mode_set 函數應用于傳感器。
這樣的設置組合有助于提高 LPS28DFW 傳感器的精度，特別是通過降低噪聲和增加測量穩定性。這些設置對于需要高精度測量的應用場景特別有用。

/* Set Output Data Rate */
  md.odr = LPS28DFW_1Hz;
  md.avg = LPS28DFW_512_AVG;
  md.lpf = LPS28DFW_LPF_ODR_DIV_9;
  md.fs = LPS28DFW_1260hPa;
  lps28dfw_mode_set(&dev_ctx, &md);

輪詢讀取數據

水下每增加一定深度，水的壓力就會增加。這個增加的壓力與水的深度成正比。公式中減去的氣壓值是為了將傳感器讀數調整為相對于大氣壓的壓力。這是因為傳感器測得的是絕對壓力，包括了大氣壓在內。

公式中的密度和重力加速度用的是標準單位（千克每立方米和米每平方秒），而壓強用的是百帕。因此，計算出的水深是以米為單位的。最后，為了將結果以更易讀的形式（厘米）展示，乘以了 100*100。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {    
  /* Read output only if new values are available */
    lps28dfw_all_sources_get(&dev_ctx, &all_sources);
    if ( all_sources.drdy_pres | all_sources.drdy_temp ) {
      lps28dfw_data_get(&dev_ctx, &md, &data);
            if(i==0)
            {
                open_h    =data.pressure.hpa;
                printf("初始化壓強:%6.2fhPa,溫度:%6.2frn",open_h,data.heat.deg_c);
                i++;
            }
            else
            {
                float h;
                h=(data.pressure.hpa-open_h)/(1000*9.8);//水深=壓強/(水密度*重力加速度)
                //1百帕 (hPa)= 100 Pa = 1 mbar1千帕 (kPa)= 1000 Pa = 10 hPa
                printf("壓強:%6.2fhPa,水深:%6.2f cm,溫度:%6.2frn",data.pressure.hpa,h*100*100,data.heat.deg_c);
            }
    }            
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */