簡介

QMI8658A 是上海矽睿（QST）推出的一款高性能 6 軸慣性測量單元（IMU）芯片，集成了一個 3-軸加速度計和一個 3-軸陀螺儀，用于精確感知和追蹤設備的運動與姿態。它支持 I3C、I2C 和 SPI 通信接口，具有 低噪聲、高分辨率（16 位）、寬動態范圍和低功耗 的特點，并內置了 FIFO 緩存及溫度傳感器，適合智能穿戴、無人機、機器人、AR/VR、游戲控制器及其他需要運動檢測的消費電子與工業應用。

QMI8658A和QMI8658C區別

QMI8658系列有兩個版本的芯片，QMI8658A是低噪音版本，QMI8658C是標準版本。

選型推薦：
如果你需要更低傳感器本底噪聲（更優的原始陀螺/加速度噪聲）并側重于低功耗動作檢測與原始傳感器數據處理，QMI8658A 更合適。
如果你需要板級/系統級的姿態輸出（內置高性能傳感器融合、AttitudeEngine 與指定的方向精度），并想減少主機處理負擔，QMI8658C 是更好的選擇。

QMI8658A引腳定義

上面表格是芯片支持的通訊協議,這里使用的是模塊進行測試,模塊的CS引腳已經拉高到3.3V,所以只能用IIC進行測試,沒法使用SPI通訊。

以下是IIC的接線圖,這里模塊的布線已經把外圍電路處理好了,所以可以直接使用IIC進行通訊。

QMI8658A寄存器表

這里提供了兩個通用寄存器存放芯片ID以及版本ID。
1.地址00H的ID寄存器，讀取數據為0x05才是正常。
2.地址01H的Revision ID寄存器，讀取數據為0x7c才是正常。(這里版本號要看對應手冊，目前官網更新最新的是D版本的手冊是0x7c，有一些舊的手冊版本號是0x68,這個要根據自己購買的產品確認好)

代碼驅動

接線

代碼

mian.c

uint8_t ID,R_ID;                        //定義用于存放ID號的變量
int16_t AX, AY, AZ, GX, GY, GZ;			//定義用于存放各個數據的變量
int main(void)
{
	/*模塊初始化*/
	OLED_Init();		//OLED初始化
	qmi8658_init();		//QMI8658初始化
    
	/*顯示ID號*/
	OLED_ShowString(1, 1, "ID:");		    //顯示靜態字符串
	ID = QMI8658_GetID();				    //獲取QMI8658的ID號
	OLED_ShowHexNum(1, 4, ID, 2);		    //OLED顯示ID號
	
    /*顯示REVISION_ID號*/
	OLED_ShowString(1, 8, "R_ID:");		    //顯示靜態字符串
	R_ID = QMI8658_GetRID();				//獲取QMI8658的ID號
	OLED_ShowHexNum(1, 13, R_ID, 2);		//OLED顯示ID號
    Delay_ms(2000);
    
    /*顯示加速度和陀螺儀數據*/
    OLED_ShowString(1, 1, "Acc   ");
    OLED_ShowString(1, 8, "Gyro   ");
    
	while (1)
	{
		QMI8658_GetData(&AX, &AY, &AZ, &GX, &GY, &GZ);		//獲取QMI8658的數據
		OLED_ShowSignedNum(2, 1, AX, 5);					//OLED顯示數據
		OLED_ShowSignedNum(3, 1, AY, 5);
		OLED_ShowSignedNum(4, 1, AZ, 5);
		OLED_ShowSignedNum(2, 8, GX, 5);
		OLED_ShowSignedNum(3, 8, GY, 5);
		OLED_ShowSignedNum(4, 8, GZ, 5);
	}
}

QMI8658.c

#include "stm32f10x.h"
#include "math.h"
#include "MyI2C.h"
#include "qmi8658.h"
#include "Delay.h"

/* 全局變量緩存區 */
qmi8658_state g_imu;

/**
  * 函    數：QMI8658寫寄存器
  * 參    數：RegAddress 寄存器地址，范圍：參考QMI8658手冊的寄存器描述
  * 參    數：Data 要寫入寄存器的數據，范圍：0x00~0xFF
  * 返 回 值：無
  */
void qmi8658_write_one_byte(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
{
	MyI2C_Start();						//I2C起始
	MyI2C_SendByte((QMI8658_ADDRESS < 1) | 0x00);	//發送從機地址，讀寫位為0，表示即將寫入
	MyI2C_ReceiveAck();					//接收應答
	MyI2C_SendByte(RegAddress);			//發送寄存器地址
	MyI2C_ReceiveAck();					//接收應答
	MyI2C_SendByte(Data);				//發送要寫入寄存器的數據
	MyI2C_ReceiveAck();					//接收應答
	MyI2C_Stop();						//I2C終止
}

/**
  * 函    數：QMI8658讀寄存器
  * 參    數：RegAddress 寄存器地址，范圍：參考QMI8658手冊的寄存器描述
  * 返 回 值：讀取寄存器的數據，范圍：0x00~0xFF
  */
uint8_t qmi8658_read_one_byte(uint8_t RegAddress)
{
	uint8_t Data;
	
	MyI2C_Start();						//I2C起始
	MyI2C_SendByte((QMI8658_ADDRESS < 1) | 0x00);	//發送從機地址，讀寫位為0，表示即將寫入
	MyI2C_ReceiveAck();					//接收應答
	MyI2C_SendByte(RegAddress);			//發送寄存器地址
	MyI2C_ReceiveAck();					//接收應答
	
	MyI2C_Start();						//I2C重復起始
	MyI2C_SendByte((QMI8658_ADDRESS < 1) | 0x01);	//發送從機地址，讀寫位為1，表示即將讀取
	MyI2C_ReceiveAck();					//接收應答
	Data = MyI2C_ReceiveByte();			//接收指定寄存器的數據
	MyI2C_SendAck(1);					//發送應答，給從機非應答，終止從機的數據輸出
	MyI2C_Stop();						//I2C終止
	
	return Data;
}

/* 寫多個連續寄存器（從 reg 開始，寫 len 個字節）
 * reg: 寄存器地址
 * data: 要寫入的字節
 * data 指向長度至少為 len 的緩沖區
 * 返回 0 = 成功
 */
uint8_t qmi8568_write_nbytes(uint8_t reg, uint8_t *data, uint16_t len)
{
    uint16_t i;
    MyI2C_Start();                      //I2C起始
    MyI2C_SendByte((QMI8658_ADDRESS < 1) | 0x00);    //發送從機地址，讀寫位為0，表示即將寫入
    MyI2C_ReceiveAck();	                //接收應答
    MyI2C_SendByte(reg);			    //發送寄存器地址
    MyI2C_ReceiveAck();	                //接收應答

    for (i = 0; i < len; i++) 
    {
        MyI2C_SendByte(data[i]);
        MyI2C_ReceiveAck();
    }

    MyI2C_Stop();
    return 0;
}

/* 連續讀多個寄存器（從 reg 開始，讀取 len 字節）
 * out_buf: 指向接收緩沖區，至少 len 長
 */
uint8_t qmi8568_read_nbytes(uint8_t reg, uint8_t *out_buf, uint16_t len)
{
    uint16_t i;

    /* 寫寄存器地址 */
    MyI2C_Start();
    MyI2C_SendByte((QMI8658_ADDRESS < 1) | 0x00);
    MyI2C_ReceiveAck();
    MyI2C_SendByte(reg);
    MyI2C_ReceiveAck();
    /* 重復起始，切換到讀模式 */
    MyI2C_Start();
    MyI2C_SendByte((QMI8658_ADDRESS < 1) | 0x01);
    MyI2C_ReceiveAck();
    /* 依次讀取 len 字節；對最后一個字節發送 NACK */
    for (i = 0; i < len; i++) {
        if (i == (len - 1))
        {   out_buf[i] = MyI2C_ReceiveByte(); /* 最后一個字節 NACK */
            MyI2C_SendAck(1);	
        }
        else
        {   out_buf[i] = MyI2C_ReceiveByte(); /* 發送 ACK，繼續接收 */
            MyI2C_SendAck(0);
        }
    }
    MyI2C_Stop();
    return 0;
}

/**
  * 函    數：QMI8658獲取ID號
  * 參    數：無
  * 返 回 值：QMI8658的ID號
  */
uint8_t QMI8658_GetID(void)
{
	return qmi8658_read_one_byte(Register_WhoAmI);		//返回WHO_AM_I寄存器的值
}

/**
  * 函    數：QMI8658獲取Revision ID號
  * 參    數：無
  * 返 回 值：QMI8658的Revision ID號
  */
uint8_t QMI8658_GetRID(void)
{
	return qmi8658_read_one_byte(Register_Revision);	//返回Revision寄存器的值
}




/**
 * @brief   陀螺儀校準
 * @param   無
 * @retval  檢查結果
 * @arg     0: 校準成功
 * @arg     1: 校準失敗
 */
uint8_t qmi8658_calibration(void)
{
    uint8_t sta = 0;
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl7, 0x00);   /* 關閉陀螺儀、加速度計 */
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl9, 0xA2);
    Delay_ms(2000);
    sta = qmi8658_read_one_byte(Register_COD_Status);
    if(sta == 0x00)
    {
        return 0;
    }else return 1;
}

/**
 * @brief   傳感器軟件復位
 * @param   無
 * @retval  無
 */
void qmi8658_reset(void)
{
    qmi8658_write_one_byte(Register_Reset, 0xB0); /* 復位QMI8658 */
    Delay_ms(150);
}

/**
 * @brief   讀取初始狀態寄存器
 * @param   無
 * @retval  讀取結果
 */
uint8_t qmi8658_read_statusint(void)
{
    return qmi8658_read_one_byte(Register_StatusInt);
}

/**
 * @brief   讀取狀態寄存器0
 * @param   無
 * @retval  讀取結果
 */
uint8_t qmi8658_read_status0(void)
{
    return qmi8658_read_one_byte(Register_Status0);
}

/**
 * @brief   讀取狀態寄存器1
 * @param   無
 * @retval  讀取結果
 */
uint8_t qmi8658_read_status1(void)
{
    return qmi8658_read_one_byte(Register_Status1);
}

/*****************************************************************************************************************/
/**
 * @brief   配置加速度計參數
 * @param   range       ：量程
 * @param   odr         ：odr輸出速率
 * @param   lpfEnable   ：低通濾波器 ：Qmi8658Lpf_Enable 打開，Qmi8658Lpf_Disable 關閉
 * @param   stEnable    ：陀螺儀自檢 ：Qmi8658St_Enable 自檢，Qmi8658St_Disable 不自檢
 * @retval  無
 */
void qmi8658_config_acc(enum qmi8658_accrange range, enum qmi8658_accodr odr, enum qmi8658_LpfConfig lpfEnable, enum qmi8658_StConfig stEnable)
{
    unsigned char ctl_dada;

    switch (range)
    {
        case Qmi8658accrange_2g:
            g_imu.ssvt_a = (1 < < 14);
            break;
        case Qmi8658accrange_4g:
            g_imu.ssvt_a = (1 < < 13);
            break;
        case Qmi8658accrange_8g:
            g_imu.ssvt_a = (1 < < 12);
            break;
        case Qmi8658accrange_16g:
            g_imu.ssvt_a = (1 < < 11);
            break;
        default:
            range = Qmi8658accrange_8g;
            g_imu.ssvt_a = (1 < < 12);
            break;
    }
    if (stEnable == Qmi8658St_Enable)
    {
        ctl_dada = (unsigned char)range | (unsigned char)odr | 0x80;
    } 
    else
    {
        ctl_dada = (unsigned char)range | (unsigned char)odr;
    }
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl2, ctl_dada);
    /* set LPF & HPF */
    qmi8568_read_nbytes(Register_Ctrl5, &ctl_dada, 1);
    ctl_dada &= 0xf0;
    if (lpfEnable == Qmi8658Lpf_Enable)
    {
        ctl_dada |= A_LSP_MODE_3;
        ctl_dada |= 0x01;
    }
    else
    {
        ctl_dada &= ~0x01;
    }
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl5, ctl_dada);
}

/**
 * @brief   配置陀螺儀參數
 * @param   range       ：量程
 * @param   odr         ：odr輸出速率
 * @param   lpfEnable   ：低通濾波器 ：Qmi8658Lpf_Enable 打開，Qmi8658Lpf_Disable 關閉
 * @param   stEnable    ：陀螺儀自檢 ：Qmi8658St_Enable 自檢，Qmi8658St_Disable 不自檢
 * @retval  無
 */
void qmi8658_config_gyro(enum qmi8658_gyrrange range, enum qmi8658_gyrodr odr, enum qmi8658_LpfConfig lpfEnable, enum qmi8658_StConfig stEnable)
{
    /* Set the CTRL3 register to configure dynamic range and ODR */
    unsigned char ctl_dada;

    /* Store the scale factor for use when processing raw data */
    switch (range)
    {
        case Qmi8658gyrrange_16dps:
            g_imu.ssvt_g = 2048;
            break;
        case Qmi8658gyrrange_32dps:
            g_imu.ssvt_g = 1024;
            break;
        case Qmi8658gyrrange_64dps:
            g_imu.ssvt_g = 512;
            break;
        case Qmi8658gyrrange_128dps:
            g_imu.ssvt_g = 256;
            break;
        case Qmi8658gyrrange_256dps:
            g_imu.ssvt_g = 128;
            break;
        case Qmi8658gyrrange_512dps:
            g_imu.ssvt_g = 64;
            break;
        case Qmi8658gyrrange_1024dps:
            g_imu.ssvt_g = 32;
            break;
        case Qmi8658gyrrange_2048dps:
            g_imu.ssvt_g = 16;
            break;
        default:
            range = Qmi8658gyrrange_512dps;
            g_imu.ssvt_g = 64;
            break;
    }

    if (stEnable == Qmi8658St_Enable)
    {
        ctl_dada = (unsigned char)range | (unsigned char)odr | 0x80;
    }   
    else
    {
        ctl_dada = (unsigned char)range | (unsigned char)odr;
    }
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl3, ctl_dada);

    /* Conversion from degrees/s to rad/s if necessary */
    /* set LPF & HPF */
    qmi8568_read_nbytes(Register_Ctrl5, &ctl_dada, 1);
    ctl_dada &= 0x0f;
    if (lpfEnable == Qmi8658Lpf_Enable)
    {
        ctl_dada |= G_LSP_MODE_3;
        ctl_dada |= 0x10;
    }
    else
    {
        ctl_dada &= ~0x10;
    }
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl5, ctl_dada);
}


/**
 * @brief   使能陀螺儀、加速度計 
 * @param   enableFlags ：
 *          QMI8658_DISABLE_ALL  : 都不使能
 *          QMI8658_ACC_ENABLE   : 使能加速度計
 *          QMI8658_GYR_ENABLE   : 使能陀螺儀
 *          QMI8658_ACCGYR_ENABLE: 使能陀螺儀、加速度計
 * @retval  無
 */
void qmi8658_enablesensors(unsigned char enableFlags)
{
#if defined(QMI8658_SYNC_SAMPLE_MODE)
    g_imu.cfg.syncsample = 1;
    qmi8658_enable_ahb_clock(0);
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl7, enableFlags | 0x80);
#else
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl7, enableFlags);    
#endif
    g_imu.cfg.ensensors = enableFlags & 0x03;

    Delay_ms(2);
}

/**
 * @brief   配置QMI8658陀螺儀和加速度計的量程、輸出頻率參數等
 * @param   low_power ： 0： 正常模式 1：低功耗模式
 * @retval  無
 */
void qmi8658_config_reg(unsigned char low_power)
{
    qmi8658_enablesensors(QMI8658_DISABLE_ALL);
    if (low_power)
    {
        g_imu.cfg.ensensors = QMI8658_ACC_ENABLE;           
        g_imu.cfg.accrange = Qmi8658accrange_8g;
        g_imu.cfg.accodr = Qmi8658accodr_LowPower_21Hz;
        g_imu.cfg.gyrrange = Qmi8658gyrrange_1024dps;
        g_imu.cfg.gyrodr = Qmi8658gyrodr_250Hz;
    }
    else
    {
        g_imu.cfg.ensensors = QMI8658_ACCGYR_ENABLE;    /* 使能陀螺儀、加速度計 */
        g_imu.cfg.accrange = Qmi8658accrange_16g;       /* ±16g */
        g_imu.cfg.accodr = Qmi8658accodr_500Hz;         /* 500Hz采樣 */
        g_imu.cfg.gyrrange = Qmi8658gyrrange_128dps;    /* ±128dps */
        g_imu.cfg.gyrodr = Qmi8658gyrodr_500Hz;         /* 500Hz采樣 */
    }

    if (g_imu.cfg.ensensors & QMI8658_ACC_ENABLE)
    {
        qmi8658_config_acc(g_imu.cfg.accrange, g_imu.cfg.accodr, Qmi8658Lpf_Enable, Qmi8658St_Enable); /* 設置參數并開啟加速度計自檢和低通濾波器 */
    }
    if (g_imu.cfg.ensensors & QMI8658_GYR_ENABLE)
    {
        qmi8658_config_gyro(g_imu.cfg.gyrrange, g_imu.cfg.gyrodr, Qmi8658Lpf_Enable, Qmi8658St_Enable);/* 設置參數并開啟陀螺儀自檢和低通濾波器 */
    }
}

/**
 * @brief   初始化QMI8658
 * @param   無
 * @retval  初始化結果
 * @arg     0: 成功
 * @arg     1: 失敗
 */
uint8_t qmi8658_init(void)
{
    MyI2C_Init();									//先初始化底層的I2C
    qmi8658_reset();                                /* 復位傳感器 */
    
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl1, 0x60);   /* I2C驅動 */
    qmi8658_write_one_byte(Register_Ctrl7, 0x00);   /* 關閉陀螺儀、加速度計 */
    
    qmi8658_config_reg(0);                          /* 配置陀螺儀和加速度計的量程和數據輸出速率等參數 */
    qmi8658_enablesensors(g_imu.cfg.ensensors);     /* 使能陀螺儀、加速度計 */

    return 0;
}

/**
  * 函    數：QMI8658獲取數據
  * 參    數：AccX AccY AccZ 加速度計X、Y、Z軸的數據，使用輸出參數的形式返回，范圍：-32768~32767
  * 參    數：GyroX GyroY GyroZ 陀螺儀X、Y、Z軸的數據，使用輸出參數的形式返回，范圍：-32768~32767
  * 返 回 值：無
  */
void QMI8658_GetData(int16_t *AccX, int16_t *AccY, int16_t *AccZ, 
						int16_t *GyroX, int16_t *GyroY, int16_t *GyroZ)
{
	uint8_t DataH, DataL;								//定義數據高8位和低8位的變量
	
	DataH = qmi8658_read_one_byte(Register_Ax_H);		//讀取加速度計X軸的高8位數據
	DataL = qmi8658_read_one_byte(Register_Ax_L);		//讀取加速度計X軸的低8位數據
	*AccX = (DataH < < 8) | DataL;						//數據拼接，通過輸出參數返回
	
	DataH = qmi8658_read_one_byte(Register_Ay_H);		//讀取加速度計Y軸的高8位數據
	DataL = qmi8658_read_one_byte(Register_Ay_L);		//讀取加速度計Y軸的低8位數據
	*AccY = (DataH < < 8) | DataL;						//數據拼接，通過輸出參數返回
	
	DataH = qmi8658_read_one_byte(Register_Az_H);		//讀取加速度計Z軸的高8位數據
	DataL = qmi8658_read_one_byte(Register_Az_L);		//讀取加速度計Z軸的低8位數據
	*AccZ = (DataH < < 8) | DataL;						//數據拼接，通過輸出參數返回
	
	DataH = qmi8658_read_one_byte(Register_Gx_H);		//讀取陀螺儀X軸的高8位數據
	DataL = qmi8658_read_one_byte(Register_Gx_L);		//讀取陀螺儀X軸的低8位數據
	*GyroX = (DataH < < 8) | DataL;						//數據拼接，通過輸出參數返回
	
	DataH = qmi8658_read_one_byte(Register_Gy_H);		//讀取陀螺儀Y軸的高8位數據
	DataL = qmi8658_read_one_byte(Register_Gy_L);		//讀取陀螺儀Y軸的低8位數據
	*GyroY = (DataH < < 8) | DataL;						//數據拼接，通過輸出參數返回
	
	DataH = qmi8658_read_one_byte(Register_Gz_H);		//讀取陀螺儀Z軸的高8位數據
	DataL = qmi8658_read_one_byte(Register_Gz_L);		//讀取陀螺儀Z軸的低8位數據
	*GyroZ = (DataH < < 8) | DataL;						//數據拼接，通過輸出參數返回
}

現象

總結

這里顯示的是實時從寄存器獲取的數據，如果要更精確的數據，需要對代碼進行加算法去獲取更準確的數據再開發。
需要代碼的可以在評論區留言郵箱哦！

審核編輯 黃宇