Air8000-软件指南-如何使用 GSENSOR 功能

一、GSENSOR 概述

gsensor 即 G-sensor，重力传感器，又名加速度传感器。Air8000 使用的 G-sensor 传感器型号是 da221。

da221 传感器是一种低功耗、高性能的电容式三轴线性加速度计，采用微机械技术开发。该器件采用 2x2x1.1 mm 的 LGA 封装，保证在 -40°C 至 +85°C 的宽温度范围内工作。传感器元件采用单晶硅通过 DRIE 工艺制造，并通过密封的硅帽保护免受环境影响。该器件具有用户可选的 ±2g/±4g/±8g 满量程测量范围，数据输出速率从 1Hz 到 1 kHz，并集成了信号调节和主动检测功能。da221 具有断电模式，非常适合手机电源管理。一个独立且灵活的中断大大简化了各种运动状态检测的算法。

二、演示功能概述

本示例将演示如何读取 da221 传感器的三轴数据和中断输出。

三、准备硬件环境

3.1 Air8000 模组

使用 Air8000 开发套件，如下图所示：

淘宝购买链接：Air8000 开发套件淘宝购买链接；

此开发套件的详细使用说明参考：Air8000 产品手册。

3.2 PC 电脑

WIN10以及以上版本的Windows系统；

3.3 da221 传感器

da221 传感器是 Air8000 模块自带的，不用另外买。

3.4 数据通信线

USB 数据线（其一端为 Type-C 接口，用于连接 Air8000）。

四、准备软件环境

4.1 下载调试工具

使用说明参考：Luatools 下载和详细使用

五、软硬件资料

5.1 源码及固件

Air8000 模组使用固件：https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air8000/tree/master/core，本 demo 使用的固件版本是：LuatOS-SoC_V2005_Air8000.soc
脚本资源文件：https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air8000/tree/master/Core_board_demo
将固件和脚本烧录到模块中：Luatools 下载和使用教程 - 合宙模组资料中心

5.2 demo 使用 api 介绍

本教程使用 api 接口为:

https://docs.openluat.com/air8000/luatos/api/core/i2c/

六、代码示例介绍

6.1 Air8000 中断设置

6.1.1 硬件连接：

在Air8000模块内部 da221 传感器的 INT 引脚已经连接到处理器的 GPIO 39 引脚。

6.1.2 中断触发方式：

当传感器检测到运动（根据 INT_MAP1 等寄存器配置）时，会改变 INT 引脚电平默认情况下，当引脚电平变化（上升沿或下降沿）时会触发中断。

6.1.3 回调机制：

每次中断触发时，系统会自动调用 ind() 函数在 ind() 中您可以处理传感器数据（如加速度数据）

6.2 初始化 I2C

6.2.1 复用 I2C 引脚

--[[io外设功能复用选择        @param1 将I2C功能        @param2 复用到总线序号为i2cId        @param3 pad号为13        @param4 复用功能序号为2        @param5 不是输入功能    ]]
mcu.altfun(mcu.I2C, i2cId, 13, 2, 0)
mcu.altfun(mcu.I2C, i2cId, 14, 2, 0)

6.2.2 配置 i2C

重新打开 i2c,i2c 速度设置为低速模式。

--关闭i2c,防止其他使用过
i2c.close(i2cId)
--重新打开i2c,i2c速度设置为低速
i2c.setup(i2cId, i2c.SLOW)

6.3 初始化 gsensor

6.3.1 配置 da221 的精度，测量范围等。

设置激活时间，设置模式，采样率等。

ACTIVE_DUR (27H) 寄存器用于配置 "活动状态"（active）和 "非活动状态"（inactive）的判定持续时间，结合自动睡眠/唤醒功能（如 MODE_BW 寄存器中的 autosleep_en）可实现智能功耗管理。

ACTIVE_THS (28H) 寄存器用于配置 "活动中断"（active interrupt）的加速度阈值，当传感器检测到的加速度超过此阈值时，会触发中断（需配合 INT_SET1 等寄存器使能）。

MODE_BW 的寄存器(地址为 11H)，用于控制设备的电源模式、带宽和自动睡眠功能。

ODR_AXIS 的寄存器(地址为 10H)，用于控制设备的数据输出速率(ODR - Output Data Rate)

具体代码如下

-- 设置寄存器
    i2c.send(i2cId, da221Addr, active_dur_addr, 1)-- 设置激活时间，默认0x00
    sys.wait(5)
    i2c.send(i2cId, da221Addr, active_ths_addr, 1)-- 设置激活阈值
    sys.wait(5)
    i2c.send(i2cId, da221Addr, mode_addr, 1)-- 设置模式
    sys.wait(5)
    i2c.send(i2cId, da221Addr, odr_addr, 1)-- 设置采样率
    sys.wait(5)

6.3.2 配置中断

INT_SET1 (16H) 寄存器用于配置传感器的中断触发方式和各轴（X/Y/Z）的中断使能，适用于运动检测、姿态识别等场景。

INT_LATCH (21H) 寄存器用于配置中断信号的锁存（保持）时间，决定中断触发后信号保持的时间长度，适用于防抖、多事件捕获等场景。

具体代码如下

i2c.send(i2cId, da221Addr, int_set1_reg, 1)--设置x,y,z发生变化时，产生中断
sys.wait(5)
i2c.send(i2cId, da221Addr, int_latch_addr, 1)-- 设置中断锁存 中断一旦触发将保持，直到手动清除
sys.wait(5)

6.3.3 将中断映射到 INT 引脚

当 XYZ 轴合成的加速度超过阈值时，gsensor 传感器就可以产生中断，当中断产生时，这个状态可以映射到 INT 引脚，然后模块与 INT 引脚相连的引脚检测到中断信息后，就可以进行自己的业务处理。

i2c.send(i2cId, da221Addr, int_map1_reg, 1)--运动的时候，产生中断
sys.wait(5)

6.3.4 配置 gsensor 模式，使能 XYZ 轴

-- 配置gsensor为正常模式，使能XYZ轴，禁用自测。
i2c.send(i2cId, da267Addr, {0x11, 0x30}, 1)

6.4 中断处理代码

local function ind()
    logF("int", gpio.get(intPin))
    --gsensor()  -- 调用gsensor函数，计算设备是否处于运动状态
    if gpio.get(intPin) == 1 then
        -- interruptCount = interruptCount + 1  -- 增加计数器
        -- if interruptCount >= 2 then  -- 判断是否达到2次
        --     gsensor()  -- 调用gsensor函数
        --     interruptCount = 0  -- 重置计数器
        -- end
        -- manage.setLastCrashLevel()
        --读取x，y，z轴的数据
        i2c.send(i2cId, da221Addr, 0x02, 1)
        local data = i2c.recv(i2cId, da221Addr, 6)
        if data and #data == 6 then
            logF("XYZ ORIGIN DATA", data:toHex())
            local xl, xm, yl, ym, zl, zm = string.byte(data, 1, 1), string.byte(data, 2, 2), string.byte(data, 3, 3), string.byte(data, 4, 4), string.byte(data, 5, 5), string.byte(data, 6, 6)
            local x, y, z = (xm << 8 | xl) >> 4, (ym << 8 | yl) >> 4, (zm << 8 | zl) >> 4
            logF("x:", x, "y:", y, "z:", z)
        else
            sys.publish("RESTORE_GSENSOR")
            return
        end

    end
end

6.4 传感器数据读取

- 读取三轴速度
            i2c.send(i2cId, da221Addr, x_lsb_reg, 1)
            local recv_data_xyz = i2c.recv(i2cId, da221Addr, 6)
            local hex_data_xyz = stringToBytes(recv_data_xyz:toHex())
            log.info("recv_data_xyz", recv_data_xyz:toHex())
            if recv_data_xyz and #recv_data_xyz == 6 then
                -- local data_xyz = {}
                -- for i = 1, #recv_data_xyz do
                --     -- 将提取的子字符串添加到结果表中
                --     table.insert(data_xyz, recv_data_xyz:sub(i, i):toHex())
                -- end
                -- data_xyz = data_xyz:byte()
                log.info(string.format("Byte: %02X %02X %02X %02X %02X %02X", hex_data_xyz[1], hex_data_xyz[2], hex_data_xyz[3], hex_data_xyz[4], hex_data_xyz[5], hex_data_xyz[6]))
                -- 提取X轴数据
                local acc_x = ((hex_data_xyz[2] << 8)|hex_data_xyz[1])>>4;
                -- 提取Y轴数据
                local acc_y = ((hex_data_xyz[4] << 8)|hex_data_xyz[3])>>4;
                -- 提取Z轴数据
                local acc_z = ((hex_data_xyz[6] << 8)|hex_data_xyz[5])>>4;
                log.info(string.format("acc_x %.1f", acc_x))
                log.info(string.format("acc_y %.1f", acc_y))
                log.info(string.format("acc_z %.1f", acc_z))
                -- sys.publish("gsensor", {x = acc_x, y = acc_y, z = acc_z})

6.5 异常处理

当读取 XYZ 轴和计步数据时，如果读取的数据不正确，则会发布一个消息 RESTORE_GSENSOR，可以通过监听到这个消息来判断传感器工作是否正常，以及做一些特殊处理。

if data and #data == 6 then
            logF("XYZ ORIGIN DATA", data:toHex())
            local xl, xm, yl, ym, zl, zm = string.byte(data, 1, 1), string.byte(data, 2, 2), string.byte(data, 3, 3), string.byte(data, 4, 4), string.byte(data, 5, 5), string.byte(data, 6, 6)
            local x, y, z = (xm << 8 | xl) >> 4, (ym << 8 | yl) >> 4, (zm << 8 | zl) >> 4
            logF("x:", x, "y:", y, "z:", z)
        else
            sys.publish("RESTORE_GSENSOR")
            return
        end