ADXL345 Digital Accelerometer Revisited

References

  • ADXL345.pdf
  • GY-291-schematic.jpg

Assignment

ADXL345 data sheet 와 GY-291 Schematic을 이미 살펴보았습니다. 앞선 실험에서는 SPI관점을 중점적으로 살펴 보았습니다. 이번에는 I2C 통신과 관련된 통신관련 정보들을 중심으로 살펴보겠습니다.

I2C in Data sheet

  • ADXL345.pdf 18page I2C 을 읽고 다음의 질문에 답하세요.

    • I2C 모드로 동작시키기 위해서는 /CS Pin을 어떻게 처리해야 하나요?

      .

    • 사용 가능한 통신 속도는 얼마인가요?

      .

    • ALT ADDRESS Pin의 상태에 따라서 2가지 Slave Address 를 갖을 수 있습니다.

      • ALT ADDRESS PIN 이 GND와 연결되면 Address 는?
      • ALT ADDRESS PIN 이 VDD와 연결되면 Address 는?

    • 통신 속도가 100KHz라면 최대 변환 속도는 얼마로 설정해야 하나요?

      .

  • ADXL345.pdf 7page PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS과 GY-291-schematic를 살펴보고 다음과 같이 XMC와 연결할 수 있습니다. 다음의 질문에 답하세요.

ADXL345_GY-291-schematic

ADXL345 JP2 I2C XMC4500
GND 1 GND X GND
LDO Input 2 VCC_IN X 5V or 3.3V
CS 3 CS X
INT1 4 INT1 X
INT2 5 INT2 X
ADDR 6 SDO X
SDA 7 SDA SDA P 5.2
SCL 8 SCL SCL P 5.0

  • CS를 연결하지 않으면 어떤 일이 발생하나요?

    .

  • SDO는 연결하지 않았습니다. 그러면 어떤 일이 발생하게 되는 것인가요?

    .

  • SCL과 SDA는 R3과 R4를 통해서 Pull-up 되어 있습니다. 그러면 여기에 연결되는 다른 노드들은 어떻게 설정하여야 하나요?

    .

  • ADXL345.pdf 18page I2C 의 Figure40을 보고 다음의 질문에 답하세요.

ADXL345Revisited_I2cAddressing

  • SLAVE ADDRESS가 0x53 번지라고 가정합시다.

  • [Single-Byte Write] REGISTER ADDRESS, 0x1E 번지에 0x02 라는 DATA를 쓴다면, Master Node 에서는 다음과 같은 정보들을 전송해야 합니다.

    SLAVE ADDR. + /W REG. ADD DATA STOP
    0xA6 (0x53<<1 + 0x00 ) 0x1E 0x02 TRUE

    • Single-Byte Write 동작을 수행시키려면 I2cMasterSlave 예제코드를 어떻게 활용하면 될까요?

      . TxData[ ]

      . TxDataSize

      . MasterTxEnable

  • [Single-Byte Read]** REGISTER ADDRESS, 0x1E 번지의 DATA를 읽어들이고자 한다면,

    • Master Node 에서는 다음과 같은 정보들을 전송하고
    SLAVE ADDR. + /W REG. ADD DATA STOP
    0xA6 (0x53<<1 + 0x00 ) 0x1E 0x02 FALSE
    • 그 후 Master Node 에서는 다음과 같은 정보들을 전송해야 합니다.
    SLAVE ADDR. + R REG. ADD NACK STOP
    0xA7 (0x53<<1 + 0x01 ) 0x1E TRUE TRUE

    • Single-Byte Read 동작을 수행시키려면 I2cMasterSlave 예제코드를 어떻게 활용하면 될까요?

      . TxData[ ]

      . TxDataSize

      . RxDataSize

      . MasterTransEnable

      . RxData[ ]

  • Page 23 의 REGISTER MAP 과 같이 여러개의 Register를 가지고 있습니다.

    • 이 Register를 접근하여 원하는 값을 읽고 쓸 수 있습니다. (상세한 Register의 설명은 Manual을 참고하세요.) SPI 통신을 사용해서 해당 Register를 읽고 쓰는 예를 설명하도록 하겠습니다.

    ADXL345_RegisterMap

    ​

    • 만약 0x00 번지를 읽으면 DEVID 값을 얻을 수 있습니다. 이를 위해서는 Single-Byte Read 동작을 수행애햐 합니다. 아래와 같이 값을 설정하고 Transfer 동작을 수행하면 RxData[0] 에 Device ID 값이 수신됨을 확인할 수 있습니다.
    Data Field Value Description
    TxData[0] REG. Addr. 0x00 -
    TxDataSize 1
    RxDataSize 1
    RxData[0] Received Data 0xE5 Device ID

    ​

    • 만약 0x1E 번지에 Data를 쓰면 X-axis offset 값을 조정할 수 있습니다. 이를 위해서 Single-Byte Write 동작을 수행해야 합니다.
    Data Field Value Description
    TxData[0] REG. Addr. 0x1E -
    TxData[1] OFSX 0x02
    RxDataSize 2

    ​

    • 만약 0x1E 번지를 읽으면 조금 전에 저장한 X-axis offset 값을 얻을 수 있습니다.
    Data Field Value Description
    TxData[0] REG. Addr. 0x1E -
    TxDataSize 1
    RxDataSize 1
    RxData[0] Received Data 0x02 
    ​

Exploring Digital Accelerometer

  • ADXL345는 정말 많은 기능이 있습니다. 가장 기본적으로 2g 범위의 자료를 10bit의 분해능으로 읽어들이는 기본 기능을 중심으로 분석해 보겠습니다.
  • /src/I2C_MasterSlave.zip 파일을 import 합니다.
  • PIN Configuration을 참고하여 ADXL345 와 XMC4500을 연결합니다.
  • Page 23의 REGISTER MAP을 참고하여 다음의 명령어들을 I2C통신으로 보내고 그 의미를 분석해 봅니다.

[STEP 0] DEVID 읽어보기

  • 다음의 정보를 넣고 Master transfer를 실행시켜 봅니다. 그리고 MasterDataRx[]의 값을 확인하고 의미를 생각해 보세요.

    Variables Data
    MasterDataTx[0] 0x00
    TxDataSize 1
    RxDataSize 1
    MasterDataRx[0] ?

    ​

[STEP 1] BW_RATE 읽어보기

  • 다음의 정보를 넣고 Master transfer를 실행시켜 봅니다. 그리고 MasterDataRx[]의 값을 확인하고 의미를 생각해 보세요. (Page 14 Table 7 참고, Page 25 Register 0x2C 참고)

    Variables Data
    MasterDataTx[0] 0x2C
    TxDataSize 1
    RxDataSize 1
    MasterDataRx[0] ?

[STEP 2] BW_RATE 변경해 보기

  • Output Data Rate를 200Hz로 변경하고자 합니다. Rate Code를 어떻게 선정해야 하나요?

  • MasterDataTx[]에 다음의 정보를 넣고 Master transmit를 실행시켜 봅니다. (Page 14 Table 7 참고, Page 25 Register 0x2C 참고)

    Variables Data
    MasterDataTx[0] 0x2C
    MasterDataTx[1] ?
    TxDataSize 2

​

[STEP 3] POWER_CTL Measure 활성화 하기

  • POWER_CTL의 Measure Bit (Bit3)을 Set 하여 Stand-by mode에서 Measure mode로 전환 시킨다.(Page 25 Register 0x2D 참고)

    Variables Data
    MasterDataTx[0] 0x2D
    MasterDataTx[1] ?
    TxDataSize 2

​

[STEP 4] DATAX0 읽어보기

  • X-axis data 0를 읽는다.

    Variables Data
    MasterDataTx[0] 0x32
    TxDataSize 1
    RxDataSize 1
    MasterDataRx[0] ?

[STEP 5] DATAX1 읽어보기

  • X-axis data 1를 읽는다. STEP4 에서 읽은 DATAX0와 연과지어 그 의미를 이해한다.

    Variables Data
    MasterDataTx[0] 0x33
    TxDataSize 1
    RxDataSize 1
    MasterDataRx[0] ?

[STEP 6] ADXL345의 기울기를 바꿔 가면서 STEP4, 5를 반복해 본다.

[STEP 7] 0x34, 0x35 번지값으로 바꿔 STEP4,5를 반복해 Y-axis data 를 측정해 본다.

[STEP 8] 0x36, 0x37 번지값으로 바꿔 STEP4,5를 반복해 Z-axis data 를 측정해 본다.