一、项目描述
本项目基于ADMT4000实现磁转数据的高精度采集与可视化显示，对应任务1。具体实施过程中，需完成ADMT4000电路板及其测试结构的设计与实物搭建（测试结构和设施选取28步进电机带动的滑轨）。在此基础上，采用任意型号MCU或Linux SoC开发专用程序，实现旋转圈数及角度数据的实时读取与彩色LCD屏幕动态显示。核心子任务包括开发ADMT4000设备驱动以实现精准数据捕获，并通过彩屏驱动技术完成数据的可视化呈现。
二、硬件介绍
本设计所采用的核心器件为ADMT4000，其属于磁转数传感器类别，具备在设备断电状态下记录磁系统旋转次数的功能。在通电条件下，可通过数字接口进行查询操作，以获取系统的绝对位置信息，该信息通过串行外设接口（SPI）进行传输。ADMT4000具备最多计数46圈外部磁场的能力，其绝对位置计数以顺时针（CW）方向递增。该套件集成有三个磁传感器，具体包括：一个用于计数系统旋转次数的巨磁电阻（GMR）转数计数传感器、一个GMR象限检测传感器以及一个各向异性磁阻（AMR）角度传感器。其中，AMR角度传感器与GMR象限检测传感器协同工作，可确定系统在360°范围内的绝对位置。通过将GMR转数计数传感器的输出与AMR角度传感器的输出相结合。
这里用到的显示主控是树莓派RP2040游戏机，RP2040 Game Kit是基于树莓派RP2040的嵌入式系统学习平台，USB Type-C供电，采用RP2040作为主控，支持MicroPython、C/C++编程，性能强大。主要用的就是板载的240*240分辨率的彩色IPS LCD，SPI接口，控制器为ST7789。注意接口线序：
三、实物展示
整体器件展示：
四、软件设计
整体的软件设计并不是很复杂，因为我们提供的这个游戏机的基础工程已经包含了页面的控制，主要实现的功能就是admt4000的驱动，整体的软件流程实际上只需要在初始化阶段实现SPI接口的关联，然后通过admt4000的驱动函数去实现两个寄存器的读取，这里面包括了角度传感器数据以及转数传感器数据。具体来说，初始化阶段需要正确配置SPI接口的参数，如时钟极性、时钟相位、数据位宽等，以确保与a dmt 4000芯片的正常通信。在初始化完成后，通过调用admt4000的驱动函数，可以分别读取角度传感器和转数传感器的寄存器数据。
树莓派游戏机这个开发板是基于micro python进行的开发，我们在电子森林提供的基础历程上进行修改，其中已经包括了对于屏幕的驱动控制，我们直接进行初始界面的显示即可，这里我们主要显示的就是转数和角度两个参数：
display.text(font1, "TurnCnt :", 20, 60,color=st7789.BLUE)
display.text(font1, "angle :", 20, 100,color=st7789.BLUE)
接下来是对admt4000的驱动，我们主要是从寄存器中进行读取，其中用到的接口是SPI接口，针对任务的两个参数，我们只需要用到两个寄存器地址即可：
class ADMT4000:
def __init__(self, spi_bus, cs_pin):
self.spi = spi_bus
self.cs = Pin(cs_pin, Pin.OUT)
self.cs.value(1)
def _select(self):
"""Select the ADMT4000 by pulling CS low"""
self.cs.value(0)
def _deselect(self):
"""Deselect the ADMT4000 by pulling CS high"""
self.cs.value(1)
def _transfer(self, data):
"""Send and receive data over SPI"""
return self.spi.write_readinto(data, data)
def read_register(self, register):
"""Read a register value from ADMT4000"""
data = bytearray(4)
data1 = bytearray(4)
data[0] = register|0x00
data[1] = 0x00
data[2] = 0x00
data[3] = 0x00
Data1 = 0x0000
self._select()
self.spi.write_readinto(data, data1)
self._deselect()
Data1 = data1[1] << 8
Data1 |= data1[2]
return int(Data1)
def read_angle(self):
"""Read the angle register (ANGLE)"""
angle = self.read_register(0x05)
return (angle>>4)*360/4096;
def read_abs_angle(self):
"""Read the absolute angle register (ABSANGLE)"""
abs_angle = self.read_register(0x03)
TurnCnt = (abs_angle>>8)/4;
return TurnCnt
接下来就是在循环中进行数据的读取与显示：
while True:
TurnCnt = admt.read_abs_angle()
angle = admt.read_angle()
display.text(font2, str(int(TurnCnt))+" ", 100, 60,st7789.GREEN)
display.text(font2, str(int(angle))+" ", 100, 100,st7789.GREEN)
time.sleep(0.01)
整体的任务要求就是在彩屏上显示转速与角度，这两个参数显示方面并不是特别的复杂，主要的难点就是对于admt4000的驱动,其他都非常好实现了.
五、效果展示
我们主要看一下显示的两个参数：
六、心得体会
感谢本次活动的成功举办，其为我们构建了一个接触前沿器件的珍贵平台。此传感器控制操作简便易行，重点是了解ADI的SPI通信机制，要确保其严格遵循时序规范，我们在具体的实现过程的时候，也是这里卡了很长的时间SPI的驱动涉及到软硬件上面的协同，一是要正确连接对应的线，二就是软件上使用的软件接口要是准确的，Mpython中的对引脚的定义要支持。
