上一章講了啥是有限狀態(tài)機(jī)模型和LSM6DSOX的FSM的特點(diǎn)。

本章我將從FSM的編程模塊到Unico FSM編程界面，分別介紹各個(gè)模塊、

區(qū)域、變量的意義，為編寫自己FSM狀態(tài)機(jī)程序打個(gè)基礎(chǔ)，下面我們開始吧。

上一帖中介紹了LSM6DSOX的FSM中一共有16個(gè)完全獨(dú)立并資源相同的狀態(tài)機(jī)程序塊，

那么每個(gè)程序塊長(zhǎng)什么樣子呢？

一個(gè)狀態(tài)機(jī)程序塊中包含了輸入選擇器和狀態(tài)機(jī)代碼塊兩部分。

輸入選擇器能夠?qū)�傳感器信�?hào)或者內(nèi)部計(jì)算的數(shù)據(jù)信號(hào)中選擇輸入信號(hào)源，

所支持的信號(hào)如下：

• LSM6DSOX加速度計(jì)數(shù)據(jù)、加速度和  矢量的模。

• LSM6DSOX陀螺儀角速度數(shù)據(jù)、角速度和 矢量的模。

• 外部傳感器(比如磁力計(jì))數(shù)據(jù)，磁力和 矢量的模。

• 內(nèi)部計(jì)算的角度、角度和 角度矢量和

• 正確配置的機(jī)器學(xué)習(xí)模塊的輸出。

其中，上述空間物理量和 矢量的模計(jì)算方法如公式：

怎么選擇輸入FSM信號(hào)源呢？這里就涉及到了一個(gè)命令“SINMUX”，用這個(gè)命令

就可以配置不同的數(shù)據(jù)到FSM的數(shù)據(jù)源端了，具體用法參考末尾的指令說(shuō)明。

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狀態(tài)機(jī)代碼塊就是我們實(shí)現(xiàn)自己狀態(tài)機(jī)的功能模塊了，如下圖所示，狀態(tài)機(jī)代碼塊

由固定變量、可變變量、指令程序組成：

固定變量區(qū)位于程序塊的最前端，長(zhǎng)度固定6字節(jié)，一共6個(gè)變量，根據(jù)配置系統(tǒng)

自動(dòng)更新，無(wú)需自己更改。

可變變量區(qū)位于固定變量區(qū)之后，長(zhǎng)度隨使用而改變，最長(zhǎng)36字節(jié)，一共24個(gè)變量，

隨用隨設(shè)置。

指令程序區(qū)位于可變變量區(qū)之后，由條件和命令組成，控制輸入選擇器的命令

“SINMUX”就在這個(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)置。

狀態(tài)機(jī)代碼塊中的上述三個(gè)區(qū)域總長(zhǎng)度最多256字節(jié)。每次上電時(shí)，

需要重新配置FSM代碼塊內(nèi)容。

每個(gè)狀態(tài)機(jī)代碼塊都可以根據(jù)輸入的信號(hào)采樣集數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，

并且修改相應(yīng)的FSM_OUTS寄存器狀態(tài)。

    指令代碼保存在LSM6DSOX狀態(tài)機(jī)程序塊的可變變量區(qū)之后，由一系列實(shí)現(xiàn)

算法邏輯的狀態(tài)組成。

     每個(gè)指令都有一個(gè)8位的操作碼，每個(gè)操作碼可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)命令指令(CMD)

或者條件指令（RESET/NEXT,RNC），它們被稱為程序狀態(tài)，多個(gè)指令在

一起組成FSM整體邏輯，其中：

• 命令指令(CMD)，用于執(zhí)行流控制、輸出和同步等特殊任務(wù)，有的命令

會(huì)需要參數(shù)，參數(shù)會(huì)作為一個(gè)單獨(dú)的指令來(lái)執(zhí)行，后面詳細(xì)講。

• 條件指令（RESET/NEXT,RNC）,由兩個(gè)條件組合在一起（4位的RESET

條件和4位的NEXT條件），用來(lái)復(fù)位或者繼續(xù)執(zhí)行程序流。

      指令代碼對(duì)LSM6DSOX寄存器和狀態(tài)機(jī)內(nèi)部參數(shù)偶直接影響，有些指令

還可以產(chǎn)生額外的功能，比如更新狀態(tài)信息等，下面分別介紹下命令指令和

條件指令的特點(diǎn)和使用方法。

命令指令(CMD)

命令指令是修改狀態(tài)機(jī)行為中的流控制、輸出、和同步的行為。

當(dāng)一個(gè)命令被執(zhí)行時(shí)，會(huì)立即執(zhí)行(不需要更新輸入采樣集)，程序指針(PP)

被設(shè)置為下一行，將執(zhí)行如下動(dòng)作：

• 如果新的一行是一個(gè)命令指令，則立即執(zhí)行此行命令。

• 如果新的一行是一個(gè)條件指令，則在下一個(gè)輸入采樣值到來(lái)之時(shí)，

• 處理此行條件判斷指令。

有些命令指令可能會(huì)需要參數(shù)，需要的參數(shù)必須在命令指令下一行定義。

這里用"STHR1"命令來(lái)舉例，該指令用來(lái)動(dòng)態(tài)改變閾值1(THRESH1)的值，

在Unico中的配置方法如下：

當(dāng)程序指針(PP)指向狀態(tài)S0的0x0A地址時(shí)，設(shè)備識(shí)別出"0xAA"指令碼為"STHR1"命令。

該指令需要兩個(gè)參數(shù)，那么設(shè)備就不等待新的輸入采樣集，直接運(yùn)行S0-S2三個(gè)狀態(tài)，

執(zhí)行后閾值1的值將被設(shè)置為“0x5640”即小數(shù)“100.0”

條件指令（RESET/NEXT,RNC）

條件指令用于重置或者繼續(xù)程序流，條件指令在一個(gè)新的輸入采樣集準(zhǔn)備好后，

在一個(gè)單一狀態(tài)下執(zhí)行。

條件指令中用于重置判斷的RESET條件定義在操作碼的高4位，而用于判斷繼續(xù)的

NEXT指令定義在操作碼的低4位，條件指令的執(zhí)行邏輯如下圖所示：

當(dāng)進(jìn)入條件指令后，首先判斷重置條件(RESET)，只有在RESET條件不滿足時(shí)，

才判斷繼續(xù)條件(NEXT)。

當(dāng)兩個(gè)條件均不滿足時(shí)，狀態(tài)機(jī)會(huì)等待一個(gè)新的采樣集到來(lái)，然后重新開始判斷。

當(dāng)滿足RESET條件時(shí)，就會(huì)發(fā)生向復(fù)位點(diǎn)切換的狀態(tài)過(guò)渡，即PP=PR。

當(dāng)RESET條件不滿足，且NEXT條件滿足時(shí)，就會(huì)向下一個(gè)狀態(tài)過(guò)渡，即PP = PP+1;

默認(rèn)情況下，復(fù)位點(diǎn)(RP)被設(shè)置為第一個(gè)狀態(tài)，但可以通過(guò)"SRP/CRP"指令動(dòng)態(tài)改變

復(fù)位點(diǎn)的位置。

值得注意的是，RESET和NEXT條件為同一個(gè)條件的情況是沒(méi)有意義的。

條件指令能夠判斷的條件一共有三種：

• 超時(shí)：當(dāng)設(shè)置了定時(shí)器，定時(shí)計(jì)數(shù)器TC的值達(dá)到零的時(shí)候，條件滿足，成立。

• 閾值比較：當(dāng)啟動(dòng)的輸入值高于(或低于)設(shè)定的閾值時(shí)，條件滿足，成立。

• 過(guò)零檢測(cè)：當(dāng)啟動(dòng)的輸入越過(guò)零位時(shí)，條件滿足，成立。

以上就是命令指令和條件指令的所有特點(diǎn)了。

FSM指令集中一共提供了16個(gè)條件指令和35個(gè)命令指令。

我已經(jīng)將所有指令集使用說(shuō)明翻譯成了中文，并排版做成了一個(gè)速查PDF，共享給大家使用。

UnicoGUI

上面講了FSM程序塊的結(jié)構(gòu)和變量區(qū)，那怎么去編程呢？ST很貼心的出了一款

上位機(jī)-UnicoGUI，可以配置LSM6DSOX里的所有寄存器，FSM甚至可以直接

顯示狀態(tài)機(jī)圖，下面我將詳細(xì)介紹下UnicoGUI的FSM編程部分。

關(guān)于如何連接開發(fā)板和啟動(dòng)UnicoGUI軟件，如果有問(wèn)題可以參考 LSM6DSOX開

箱與體驗(yàn)“Port not open & not supported ”問(wèn)題解決。這里默認(rèn)大家都能

正常打開UnicoGUI軟件了哈。

在Unico的主界面左側(cè)，點(diǎn)開FSM模塊，可以看到界面中一共有三個(gè)標(biāo)簽欄，

Configuration，Interrupt，Debug

默認(rèn)的界面就是狀態(tài)機(jī)設(shè)置、編程的界面，如下圖所示。

在這個(gè)界面中我們可以看到有很多的按鍵和輸入框，參考Unico上FSM使用.pdf文件中，

我標(biāo)注了8個(gè)紅框區(qū)域，逐一來(lái)看：

1、StateMachine Selection，狀態(tài)機(jī)選擇，這個(gè)下拉菜單中一共有16個(gè)選項(xiàng)，對(duì)應(yīng)

的就是前面講的16個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)機(jī)程序塊。

2、FSM_ODR,FSM頻率(Output Data Rate)，這個(gè)值在限制了加速度/角速度數(shù)據(jù)

傳輸?shù)?/span>代碼塊的最高頻率，建議是將加速度/角速度的輸出頻率高于這個(gè)值，也就

是在Unico主界面的Opitions中Accelerater output data rate和

Gyrocope Output data rate值高于FSM ODR的值，避免欠采樣問(wèn)題發(fā)生。

3、Long_Counter,16位計(jì)數(shù)器，一個(gè)最大可以計(jì)數(shù)65535的全局計(jì)數(shù)器，也就是

所有狀態(tài)機(jī)程序塊公用。

Max Value是設(shè)置計(jì)數(shù)器的最大溢出值，16位數(shù)據(jù)形式標(biāo)志（例如65525填寫FFFF),

底下兩個(gè)勾選可以設(shè)置計(jì)數(shù)器溢出時(shí)是否產(chǎn)生INT1/INT2外部中斷。

計(jì)數(shù)器的值可以從程序中使用“INCR”來(lái)增加。

4、Converter,格式轉(zhuǎn)換，由于FSM中用的都是半精度浮點(diǎn)數(shù)HFP，

所以在這給我們提供了32位浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)16位浮點(diǎn)數(shù)、16位轉(zhuǎn)32位的小工具。

5、SMx status,狀態(tài)機(jī)x狀態(tài)設(shè)置，這個(gè)區(qū)域有三個(gè)選項(xiàng)，Enabled用于啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)x，

只有勾選Enabled該狀態(tài)機(jī)程序塊才會(huì)工作。INT1 INT2分別將狀態(tài)機(jī)的中斷路由

到INT1、INT2外部中斷上，16個(gè)狀態(tài)機(jī)可以獨(dú)立設(shè)置啟動(dòng)與否，綁定外部中斷。

6、SMx Fixed Data Section,狀態(tài)機(jī)x固定變量區(qū)，顯示了6個(gè)變量和2個(gè)開關(guān)：

• ConfigA和configB中儲(chǔ)存了程序所使用的的資源量

• Size 顯示的是狀態(tài)機(jī)總的字節(jié)數(shù)，圖中由于沒(méi)有配置任何資源，

所以顯示的6字節(jié)為固定變量區(qū)大小。

• Setting中保存了當(dāng)前程序狀態(tài)，選擇的掩碼，選擇的閾值，輸入

信號(hào)等等。

• Reset Pointer(RP)復(fù)位點(diǎn)，儲(chǔ)存了條件指令中返回判斷(RESET)

為真所跳轉(zhuǎn)的地址。

• Program Pointer(PP)當(dāng)前運(yùn)行程序點(diǎn)，儲(chǔ)存了當(dāng)前采樣時(shí)間內(nèi)

正在執(zhí)行的指令的地址。

• Hysteresis ，回滯變量開關(guān)，啟動(dòng)該選項(xiàng)后，下方的Hysteresis

回滯變量可以設(shè)置。

• Decimation，降頻變量開關(guān)，啟動(dòng)該選項(xiàng)后，下方的dest降頻變量

可以設(shè)置。

上面的固定變量，在用UnicoGUI的時(shí)候這六個(gè)變量都是跟隨編程操作自動(dòng)更改的，

無(wú)需自行更改。

當(dāng)我們想要直接使用LSMC6DSOX在自己的項(xiàng)目中的時(shí)候，則需要考慮設(shè)置其中的值。

7、SMx Variable Data Section,狀態(tài)機(jī)x可變變量區(qū)，其中顯示了24個(gè)變量，

共計(jì)36個(gè)字節(jié)，當(dāng)我們用不到某些變量的時(shí)候，Unico就不會(huì)配置該變量到

狀態(tài)機(jī)程序塊中，也就不占用內(nèi)存。其中黑色字體的就是可以設(shè)置的變量，

• Thresh1-3，閾值，在條件指令中，用來(lái)比較輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)軸的數(shù)據(jù)是

否到達(dá)閾值。

• Hysteresis，回滯參數(shù)，當(dāng)設(shè)置了回滯參數(shù)后，在對(duì)某軸進(jìn)行閾值比較時(shí)，

會(huì)將比較值增加回滯參數(shù)變成一個(gè)比較區(qū)間，如下圖所示。

• MasksA-C，軸選擇掩碼，用于指定輸入數(shù)據(jù)的哪個(gè)軸進(jìn)行閾值條件或

過(guò)零條件判斷。

• Timer1-3，定時(shí)器值，在條件指令中，設(shè)置的定時(shí)器比較的時(shí)間值。

• Dest，降頻因子，用來(lái)降低狀態(tài)機(jī)處理傳感器數(shù)據(jù)的頻率，

將該狀態(tài)機(jī)處理數(shù)據(jù)的頻率降為FSM ODR/Dest。

• Decision Tree，機(jī)器學(xué)習(xí)決策樹接口，通過(guò)“CHKDT”命令檢查

機(jī)器學(xué)習(xí)核心內(nèi)部的決策樹結(jié)果，當(dāng)FSM和機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合的時(shí)候

就需要用到這個(gè)參數(shù)。

灰色字體的是沒(méi)法直接設(shè)置的變量，

• Temporary MaskA-C，臨時(shí)掩碼，用來(lái)保存MasksA-C的復(fù)制值。

• DX,DY,DZ,DV，三軸角度、角度和矢量的模，顯示的是當(dāng)前傳感器

角速度積分得到的角度值。

• DeltaT，角速度積分參數(shù)，角速度會(huì)乘上該值后積分乘角度值。

• PAS,Previous axis sign，上一個(gè)軸號(hào)，儲(chǔ)存前一個(gè)采樣的軸號(hào)，在

零點(diǎn)交叉條件下使用。

• DESC，內(nèi)部計(jì)數(shù)器，在降頻時(shí)使用，由設(shè)備自動(dòng)管理。

• TC，Timer Counter，內(nèi)部臨時(shí)定時(shí)計(jì)數(shù)器，用于檢測(cè)定時(shí)器是否

過(guò)期。

8、SMx Instructions Section,程序指令區(qū)，上圖中這個(gè)區(qū)域只有四個(gè)按鍵，

分別是Add State 增加狀態(tài)指令，Import State Machine導(dǎo)入狀態(tài)機(jī)指令，

Export State Machine導(dǎo)出狀態(tài)機(jī)指令和Reset State Machine重置狀態(tài)機(jī)指令。

當(dāng)點(diǎn)擊Add State按鍵后，就可以增加一條狀態(tài)指令，如下圖所示

圖中紅框內(nèi)容從左至右分別是：

• S0  狀態(tài)號(hào)，隨著狀態(tài)指令增加，狀態(tài)號(hào)依次遞增

• 0x06 狀態(tài)地址，也是隨著狀態(tài)指令增加而增長(zhǎng)，Reset Pointer(RP)

復(fù)位點(diǎn)和Program Pointer(PP)當(dāng)前運(yùn)行程序點(diǎn)中的數(shù)據(jù)就是指這個(gè)

地址，首狀態(tài)地址隨前面固定變量和可變變量總長(zhǎng)度而定，圖中由于

只有6個(gè)固定長(zhǎng)度，因此狀態(tài)S0地址為0x06。

• RNC，Reset/Next conditions，選擇該條狀態(tài)為條件指令

• CMD，Commands，選擇該條狀態(tài)為命令指令

• 指令選擇框，選擇需要的指令

• 16進(jìn)制指令碼，所選指令的16進(jìn)制形式

• Add，增加狀態(tài)按鈕，在此狀態(tài)前增加狀態(tài)

• Remove，刪除狀態(tài)按鈕，刪除此條狀態(tài)。

在FSM模塊的Interrupt界面下，分成了兩個(gè)區(qū)域，如圖所示。

左側(cè)為輸入加速度、角速度、輸出外部中斷INT1/INT2的波形圖。

右側(cè)為16個(gè)狀態(tài)機(jī)的輸出寄存器OUT_Sx的數(shù)據(jù)，通過(guò)點(diǎn)擊read，可以讀取當(dāng)前的值。

在FSM模塊的Debug界面下，也是分成了兩個(gè)區(qū)域，如下圖所示。

左側(cè)為我們寫的狀態(tài)機(jī)圖，通過(guò)分析它可以很清楚的看到我們的狀態(tài)機(jī)狀態(tài)是如何

改變的。

右側(cè)為調(diào)試區(qū)域，通過(guò)導(dǎo)入采集的輸入數(shù)據(jù)集，可以對(duì)左邊的狀態(tài)機(jī)進(jìn)行仿真調(diào)試，

這里就先不細(xì)說(shuō)了。

以上就是對(duì)LSM6DSOX中FSM編程模塊各個(gè)模塊和參數(shù)的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，對(duì)這些有了初步的

認(rèn)識(shí)和了解之后，我們就可以著手看看示例狀態(tài)機(jī)程序，分析下其工作流程和編寫流程了~

以下是35個(gè)命令指令和16個(gè)條件指令的簡(jiǎn)介截圖，翻譯文檔我放在文章末尾了~：

命令指令

條件指令