前言

AS5600磁编码器常用于电机的角位移测量，如下图为使用AS5600芯片的一款编码器。

该磁编码器支持IIC,SPI和模拟输出三种方式，具体的引脚定义如下：

这款编码器的原理图如下：

AS5600的iic地址为0X36，数据所在寄存器地址如下

实践

示例一：发现IIC设备

#include <SimpleFOC.h>
TwoWire I2Cone = TwoWire(0);
 
void setup(){
  Serial.begin(115200); 
  I2Cone.begin(18, 5, 100000); 
  for(int i=0;i<255;i++)
  {
    I2Cone.beginTransmission(i);
    if(I2Cone.endTransmission()==0)
    {
      Serial.print("0x");
      Serial.println(i,HEX);
    }
  }
}
 
void loop(){}

可以查看串口看效果：

可以发现，单片机已经发现了其他的iic设备

示例二：读取AS5600原始数据

#include <SimpleFOC.h>
TwoWire I2Cone = TwoWire(0);

uint16_t readValue = 0;
byte readArray[2];

void setup(){
  Serial.begin(115200); 
  I2Cone.begin(18, 5, 400000); 
  // notify the device that is aboout to be read
  I2Cone.beginTransmission(0X36);
  I2Cone.write(0X0C);
  I2Cone.endTransmission(false);
}
 
void loop(){
  // read the data msb and lsb
  I2Cone.requestFrom(0X36, (uint8_t)2);
  for (byte i=0; i < 2; i++) {
    readArray[i] = I2Cone.read();
  }

  // depending on the sensor architecture there are different combinations of 
  // LSB and MSB register used bits
  // AS5600 uses 0..7 LSB and 8..11 MSB
  // AS5048 uses 0..5 LSB and 6..13 MSB
  //readValue = ( readArray[1] &  lsb_mask );
  //readValue += ( ( readArray[0] & msb_mask ) << lsb_used );
  readValue=readArray[0]*256+readArray[1];
  Serial.println(readValue);
  delay(100);
}

可以从串口查看效果：

可以看到，当我用手旋转电机一圈的过程中，这个数字从0增加到了4095

以下示例也可以：

主要删掉了setup函数中的begintransmission()等函数。

这个函数主要用于开启传输，但是requestFrom函数本身就会向从机发送数据请求信号，

#include <SimpleFOC.h>

TwoWire I2Cone = TwoWire(0);

uint16_t readValue = 0;
byte readArray[2];
 
void setup(){
  Serial.begin(115200); 
  I2Cone.begin(18, 5, 400000); 
}
 
void loop(){
  // read the data msb and lsb
  I2Cone.requestFrom(0X36, (uint8_t)2);
  for (byte i=0; i < 2; i++) {
    readArray[i] = I2Cone.read();
  }
 
  // depending on the sensor architecture there are different combinations of 
  // LSB and MSB register used bits
  // AS5600 uses 0..7 LSB and 8..11 MSB
  // AS5048 uses 0..5 LSB and 6..13 MSB
  //readValue = ( readArray[1] &  lsb_mask );
  //readValue += ( ( readArray[0] & msb_mask ) << lsb_used );
  readValue=readArray[0]*256+readArray[1];
  Serial.println(readValue);
  delay(100);
}

示例三：对读取到的AS5600原始数据进行低通滤波

这里我们把读取到的数据，进行一个低通滤波处理。

1. 一阶滤波算法的原理

一阶滤波，又叫一阶惯性滤波，或一阶低通滤波。是使用软件编程实现普通硬件RC低通滤波器的功能。

一阶低通滤波的算法公式为：

Y(n)=αX(n) + (1-α)Y(n-1)

式中：α=滤波系数；X(n)=本次采样值；Y(n-1)=上次滤波输出值；Y(n)=本次滤波输出值。

一阶低通滤波法采用本次采样值与上次滤波输出值进行加权，得到有效滤波值，使得输出对输入有反馈作用。

滤波系数越大，则更快达到目标开度，灵敏度越高，但曲线平滑性较差，滤波结果越不稳定；同样的滤波系数越小，则更慢达到目标开度，但曲线更加平滑，且稳定，但灵敏度较低。

因此在实际标定过程中，我们需要根据实际情况，平衡灵敏度和稳定性，来确定最终的滤波系数。

2.编程实现

#include <SimpleFOC.h>

class LowPassFilte{
  public:
    LowPassFilte(float Tf);//低通滤波器时间常量
    ~LowPassFilte() = default;
    float operator() (float x);
    float Tf; //!< 低通滤波器时间常量
  protected:
    unsigned long timestamp_prev;  //!< 上次执行时间戳
    float y_prev; //!< 经过上次执行后过滤到的值
};

LowPassFilte::LowPassFilte(float time_constant)
    : Tf(time_constant)
    , y_prev(0.0f)
{
    timestamp_prev = micros();
}

float LowPassFilte::operator() (float x)
{
    unsigned long timestamp = micros();
    float dt = (timestamp - timestamp_prev)*1e-6f;

    if (dt < 0.0f || dt > 0.5f)
        dt = 1e-3f;

    float alpha = Tf/(Tf + dt);
    float y = alpha*y_prev + (1.0f - alpha)*x;

    y_prev = y;
    timestamp_prev = timestamp;
    return y;
}

TwoWire I2Cone = TwoWire(0);
LowPassFilte as5600_filter(0.001);

void setup(){
  Serial.begin(115200); 
  I2Cone.begin(18, 5, 400000); 
  I2Cone.beginTransmission(0X36);
  I2Cone.write(0X0C);
  I2Cone.endTransmission(false);
}
 
void loop(){
  // read the data msb and lsb
  I2Cone.requestFrom(0X36, (uint8_t)2);
  byte readArray[2];
  for (byte i=0; i < 2; i++) {
    readArray[i] = I2Cone.read();
  }
  uint16_t readValue = 0;
  readValue=readArray[0]*256+readArray[1];
//  Serial.print(readValue);
//  Serial.print(",");
  Serial.println(as5600_filter(readValue));
}

通过arduino的串口监视器，我们可以看到滤波后的数据跳动范围更小，变化更加平缓。

原数值