LSM6DS3 gyro数据设置

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本文介绍LSM6DS3传感器驱动程序中的数据结构、初始化过程及数据获取方法，并详细解析了HAL层的数据转换流程，包括角度速度单位转换、坐标系旋转以及数据校准等关键步骤。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一 Driver：

1 数据结构

lsm6ds3_core.c 定义了两个结构体

static const struct lsm6ds3_odr_table {

u8 addr[2];

u8 mask[2];

struct lsm6ds3_odr_reg odr_avl[6];

} lsm6ds3_odr_table = {

.addr[LSM6DS3_ACCEL] = LSM6DS3_ACC_ODR_ADDR,

.mask[LSM6DS3_ACCEL] = LSM6DS3_ACC_ODR_MASK,

.addr[LSM6DS3_GYRO] = LSM6DS3_GYR_ODR_ADDR,

.mask[LSM6DS3_GYRO] = LSM6DS3_GYR_ODR_MASK,

.odr_avl[0] = { .hz = 13, .value = LSM6DS3_ODR_13HZ_VAL },

.odr_avl[1] = { .hz = 26, .value = LSM6DS3_ODR_26HZ_VAL },

.odr_avl[2] = { .hz = 52, .value = LSM6DS3_ODR_52HZ_VAL },

.odr_avl[3] = { .hz = 104, .value = LSM6DS3_ODR_104HZ_VAL },

.odr_avl[4] = { .hz = 208, .value = LSM6DS3_ODR_208HZ_VAL },

.odr_avl[5] = { .hz = 416, .value = LSM6DS3_ODR_416HZ_VAL },

};

对应 spec里面的

static struct lsm6ds3_fs_table {

u8 addr;

u8 mask;

struct lsm6ds3_fs_reg fs_avl[LSM6DS3_FS_LIST_NUM];

} lsm6ds3_fs_table[LSM6DS3_SENSORS_NUMB] = {

[LSM6DS3_ACCEL] = {

.addr = LSM6DS3_ACCEL_FS_ADDR,

.mask = LSM6DS3_ACCEL_FS_MASK,

.fs_avl[0] = { .gain = LSM6DS3_ACCEL_FS_2G_GAIN,

.value = LSM6DS3_ACCEL_FS_2G_VAL,

.urv = 2, },

.fs_avl[1] = { .gain = LSM6DS3_ACCEL_FS_4G_GAIN,

.value = LSM6DS3_ACCEL_FS_4G_VAL,

.urv = 4, },

.fs_avl[2] = { .gain = LSM6DS3_ACCEL_FS_8G_GAIN,

.value = LSM6DS3_ACCEL_FS_8G_VAL,

.urv = 8, },

.fs_avl[3] = { .gain = LSM6DS3_ACCEL_FS_16G_GAIN,

.value = LSM6DS3_ACCEL_FS_16G_VAL,

.urv = 16, },

[LSM6DS3_GYRO] = {

.addr = LSM6DS3_GYRO_FS_ADDR,

.mask = LSM6DS3_GYRO_FS_MASK,

.fs_avl[0] = { .gain = LSM6DS3_GYRO_FS_245_GAIN,

.value = LSM6DS3_GYRO_FS_245_VAL,

.urv = 245, },

.fs_avl[1] = { .gain = LSM6DS3_GYRO_FS_500_GAIN,

.value = LSM6DS3_GYRO_FS_500_VAL,

.urv = 500, },

.fs_avl[2] = { .gain = LSM6DS3_GYRO_FS_1000_GAIN,

.value = LSM6DS3_GYRO_FS_1000_VAL,

.urv = 1000, },

.fs_avl[3] = { .gain = LSM6DS3_GYRO_FS_2000_GAIN,

.value = LSM6DS3_GYRO_FS_2000_VAL,

.urv = 2000, },

}

};

对应spec 里面

2 初始化

int lsm6ds3_common_probe(struct lsm6ds3_data *cdata, int irq, u16 bustype)

{

...

for (i = 0; i < LSM6DS3_SENSORS_NUMB; i++) {

sdata = &cdata->sensors[i];

sdata->enabled = false;

sdata->cdata = cdata;

sdata->sindex = i;

sdata->name = lsm6ds3_sensor_name[i].name;

//这里设置

// G_So = 8.75 mg/LSB， Angular rate sensitivity表示数据的每一位间隔的大小

// G_ODR = 12.5 hz， Angular rate output data rate

// poll_interval 为获取周期，即odr输出速率的倒数 1000 / sdata->c_odr单位为ms

if ((i == LSM6DS3_ACCEL) || (i == LSM6DS3_GYRO)) {

sdata->c_odr = lsm6ds3_odr_table.odr_avl[0].hz;

sdata->c_gain = lsm6ds3_fs_table[i].fs_avl[0].gain;

sdata->poll_interval = 1000 / sdata->c_odr;

}

if (i == LSM6DS3_STEP_COUNTER) {

sdata->c_odr = LSM6DS3_MIN_DURATION_MS;

}

//初始哈input 设备，跟sensor ic的寄存器设置无关

lsm6ds3_input_init(sdata, bustype,

lsm6ds3_sensor_name[i].description);

if (sysfs_create_group(&sdata->input_dev->dev.kobj,

&lsm6ds3_attribute_groups[i])) {

dev_err(cdata->dev,

"failed to create sysfs group for sensor %s",

sdata->name);

input_unregister_device(sdata->input_dev);

sdata->input_dev = NULL;

}

...

//相关寄存器，即接口，定时器的设置

err = lsm6ds3_init_sensors(cdata);

}

3 数据的获取

static void poll_function_work(struct work_struct *input_work)

{

//通过i2c获取原始数据

xyz[0] = (s32)((s16)(data[0] | (data[1] << 8)));

xyz[1] = (s32)((s16)(data[2] | (data[3] << 8)));

xyz[2] = (s32)((s16)(data[4] | (data[5] << 8)));

//gain 是8750， xyz 为int类型，不能用小数运算，所以将8.75 mdps/LSB * 1000

xyz[0] *= sdata->c_gain;

xyz[1] *= sdata->c_gain;

xyz[2] *= sdata->c_gain;

lsm6ds3_report_3axes_event(sdata, xyz, sdata->timestamp);

}

LSB的意思是最小有效位，为数字输出方式，一般我们可以用mdps/LSB来表示灵敏度。8.75 mdps/LSB，表示一个bit为8.75mdps。

dps ：Degree Per Second的缩写
°/S的意思。
就是一种角速度的单位
1 degree per second = 0.0174532925 radian per second
1 dps（°/s） = 0.0174532925 rad/s

所以这里获取到的数据乘以灵敏度即为获取到的角度速度 value = xyz * 8.75 * 1000 mdps

二 Hal

hal 的转化数据定义在conf_LSM6DS3.h

#define DPS2RAD ((float)M_PI/180.0f)

#define G_SENSITIVITY (1.0f) //Already applied into the driver

#define CONVERT_GYRO (DPS2RAD * (G_SENSITIVITY / (1000.0f * 1000.0f)))

#define CONVERT_GYRO_X (CONVERT_GYRO)

#define CONVERT_GYRO_Y (CONVERT_GYRO)

#define CONVERT_GYRO_Z (CONVERT_GYRO)

GyroSensor::readEvents(sensors_event_t* data, int count)

{

......

float value = (float) event->value;

if (event->code == EVENT_TYPE_GYRO_X) {

data_raw[0] = value * CONVERT_GYRO_X;

}

else if (event->code == EVENT_TYPE_GYRO_Y) {

data_raw[1] = value * CONVERT_GYRO_Y;

}

else if (event->code == EVENT_TYPE_GYRO_Z) {

data_raw[2] = value * CONVERT_GYRO_Z;

}

......

}

从driver获取到的数据为 value mdps, 这里将数据转换为 rad /s

即 value mdps = value / 1000 dps = (value / 1000 ) * pi / 180 rad/s

由于driver将数值乘了1000，所以这里要再除以1000 才能得到实际的值即

data_raw = (value / (1000 * 1000 )) * pi / 180

2 数据的进一步处理

int GyroSensor::readEvents(sensors_event_t* data, int count)

{

...

//对x, y, z 数据方向的转换，这个可以根据ic的在整机中的位置进行调整

data_rot[0] = data_raw[0]*matrix_gyr[0][0] +

data_raw[1]*matrix_gyr[1][0] +

data_raw[2]*matrix_gyr[2][0];

data_rot[1] = data_raw[0]*matrix_gyr[0][1] +

data_raw[1]*matrix_gyr[1][1] +

data_raw[2]*matrix_gyr[2][1];

data_rot[2] = data_raw[0]*matrix_gyr[0][2] +

data_raw[1]*matrix_gyr[1][2] +

data_raw[2]*matrix_gyr[2][2];

...

//由于gryo存在零点漂移，需要对数据进行校正，这部分未研究，默认是没有打开

...

//data_rot 减去 gbias_out校准的值，即为上层获取到的数据

DecimationCount[Gyro]++;

if(mEnabled & (1<<Gyro) && (DecimationCount[Gyro] >= DecimationBuffer[Gyro])) {

DecimationCount[Gyro] = 0;

mPendingEvent[Gyro].data[0] = data_rot[0] - gbias_out[0];

mPendingEvent[Gyro].data[1] = data_rot[1] - gbias_out[1];

mPendingEvent[Gyro].data[2] = data_rot[2] - gbias_out[2];

mPendingEvent[Gyro].timestamp = timestamp;

mPendingEvent[Gyro].gyro.status = SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH;

*data++ = mPendingEvent[Gyro];

}

3 数据校准

（1）STORE_CALIB_GYRO_ENABLED