Difference between revisions of "Matrix - 3-Axis Digital Accelerometer/zh"

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(准备工作)
(连接NanoPC-T2)
 
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==介绍==
 
==介绍==
 
[[File:3AD.png|thumb|3-Axis Digital Accelerometer]]
 
[[File:3AD.png|thumb|3-Axis Digital Accelerometer]]
* 模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer搭载了一颗ADXL345芯片,它的主要功能是用作测量x\y\z方向上的加速度,进而计算速度,模块可以使用IIC或SPI进行通信。
+
* 模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer用于测量x\y\z方向上的加速度,进而计算速度。
* 13-bit精度,采集范围可以是+-2g,+-4g,+-8g和+-16g。它既能测定动态加速度,也能测定静态加速度。
+
* 搭载了一颗ADXL345芯片,可以使用IIC或SPI进行通信。
 +
* 13-bit精度,采集范围可以是+-2g,+-4g,+-8g和+-16g,既能测定动态加速度,也能测定静态加速度。
 
* 采用5V供电,PCB上的电源转换芯片输出3.3V给ADXL345。
 
* 采用5V供电,PCB上的电源转换芯片输出3.3V给ADXL345。
  
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|INT1    || 中断引脚
 
|INT1    || 中断引脚
 
|-  
 
|-  
|CS       || 使能引脚
+
|CS     || 使能引脚
 
|-
 
|-
 
|SCL    || I2C SCL
 
|SCL    || I2C SCL
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|SDA    || I2C SDA
 
|SDA    || I2C SDA
 
|-
 
|-
|SDO   || 设置slave address
+
|SDO     || 设置slave address
 
|-
 
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|5V       || 电源5V
+
|5V     || 电源5V
 
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|-
 
|GND    || 地
 
|GND    || 地
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* ADXL345 是一款小巧纤薄的低功耗三轴加速度计,可以对高达±16 g的加速度进行高分辨率(13 位)测量。数字输出数据为 16 位二进制补码格式,可通过SPI (3 线或 4 线)或者I2C数字接口访问。
 
* ADXL345 是一款小巧纤薄的低功耗三轴加速度计,可以对高达±16 g的加速度进行高分辨率(13 位)测量。数字输出数据为 16 位二进制补码格式,可通过SPI (3 线或 4 线)或者I2C数字接口访问。
 
* ADXL345 非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度,还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。它具有高分辨率(4 mg/LSB),能够测量约 0.25°的倾角变化。
 
* ADXL345 非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度,还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。它具有高分辨率(4 mg/LSB),能够测量约 0.25°的倾角变化。
* 由于这里使用的是I2C通信方式,所以只简单的介绍I2C的工作原理,具体时序的实现可自行去查看芯片手册。ADXL345遵循UM1024 I2C-总线规格,它支持标准的数据传输模式(100KHz),并且支持快速传输模式(400KHz),采用I2C模式,需要把CS引脚上拉,I2C引脚无连接时,默认模式不存在。
+
* 由于这里使用的是I2C通信方式,所以只简单的介绍I2C的工作原理,具体时序的实现可自行去查看芯片手册。ADXL345遵循 Philips I2C-总线协议,它支持标准的数据传输模式(100KHz),并且支持快速传输模式(400KHz),采用I2C模式,需要把CS引脚上拉,I2C引脚无连接时,默认模式不存在。
 
* 这里采用I2C通信,接线方式如下图:
 
* 这里采用I2C通信,接线方式如下图:
 
[[File:三轴重力.png|frameless|400px|三轴重力加速度]]
 
[[File:三轴重力.png|frameless|400px|三轴重力加速度]]
  
==下载Matrix源码==
+
==硬件连接==
Matrix配件相关的代码是完全开源的,统一由一个仓库进行管理:git://github.com/friendlyarm/matrix.git <br>
+
===连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air===
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。<br>
+
NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,并且使用同一份代码。<br>
*matrix-nanopi分支包含了Matrix对NanoPi的支持;
+
*matrix-tiny4412分支包含了Matrix对Tiny4412的支持;
+
*matrix-raspberrypi分支包含了Matrix对RaspberryPi的支持;
+
  
在主机PC上安装git,以Ubuntu14.04为例
+
参考下图连接模块:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_NEO.jpg|frameless|600px|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_NEO]]
$ sudo apt-get install git
+
</syntaxhighlight>
+
  
克隆Matrix配件代码仓库
+
连接说明:
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
$ git clone git://github.com/friendlyarm/matrix.git
+
|-
</syntaxhighlight>
+
|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer || NanoPi NEO     
克隆完成后会得到一个matrix目录,里面存放着所有Matrix配件的代码。
+
|-
 
+
|INT2    || 留空
==与NanoPi连接使用==
+
|-
===准备工作===
+
|INT1    || 留空
在NanoPi上运行Debian系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。参考wiki:[[http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/NanoPi]]
+
|-
 +
|CS      || Pin2
 +
|-
 +
|SCL    || Pin5
 +
|-
 +
|SDA    || Pin3
 +
|-
 +
|SDO    || 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
 +
|-
 +
|5V      || Pin4
 +
|-
 +
|GND    || Pin6
 +
|}
  
===硬件连接===
+
===连接NanoPi M1===
参考下图连接模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer和NanoPi <br>
+
参考下图连接模块:<br>
[[File:matrix-3_axis_digital_accelerometer_nanopi.jpg|frameless|600px|matrix-3_axis_digital_accelerometer_nanopi]]
+
[[File:Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_m1.jpg|frameless|600px|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_m1]]
  
 
连接说明:
 
连接说明:
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer || NanoPi      
+
|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer || NanoPi M1     
 
|-
 
|-
 
|INT2    || 留空
 
|INT2    || 留空
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|INT1    || 留空
 
|INT1    || 留空
 
|-  
 
|-  
|CS       || Pin1
+
|CS     || Pin2
 
|-
 
|-
 
|SCL    || Pin5
 
|SCL    || Pin5
Line 85: Line 93:
 
|SDA    || Pin3
 
|SDA    || Pin3
 
|-
 
|-
|SDO   || Pin2
+
|SDO     || 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
 
|-
 
|-
|5V       || Pin4
+
|5V     || Pin4
 
|-
 
|-
 
|GND    || Pin6
 
|GND    || Pin6
 
|}
 
|}
  
===编译测试程序===
+
===连接NanoPi 2===
进入Matrix代码仓库,切换到matrix-nanopi分支
+
参考下图连接模块:<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
[[File:Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_2.jpg|frameless|600px|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_2]]
$ cd matrix
+
$ git checkout matrix-nanopi
+
</syntaxhighlight>
+
  
编译Matrix配件代码
+
连接说明:
<syntaxhighlight lang="bash">
+
{| class="wikitable"
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
+
|-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
+
|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer || NanoPi 2     
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install
+
|-
</syntaxhighlight>
+
|INT2    || 留空
注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi-Debian配套的arm-linux-gcc-4.4.3。<br>
+
|-
编译出来的库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/bin目录下,模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer对应的测试程序为matrix-3_axis_digital_accelerometer。<br>
+
|INT1    || 留空
 +
|-  
 +
|CS      || Pin2
 +
|-
 +
|SCL    || Pin5
 +
|-
 +
|SDA    || Pin3
 +
|-
 +
|SDO    || 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
 +
|-
 +
|5V      || Pin4
 +
|-
 +
|GND    || Pin6
 +
|}
  
===运行测试程序===
+
===连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire===
拷贝库文件和测试程序到NanoPi的文件系统上
+
NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,这里仅以NanoPi M2为例。<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
+
参考下图连接模块:<br>
$ cp install/bin/* nanopi_rootfs/bin/
+
[[File:Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_M2.jpg|frameless|600px|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_M2]]
$ cp install/lib/* nanopi_rootfs/lib/ -d
+
</syntaxhighlight>
+
  
然后启动NanoPi,在Debian的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer的测试程序 <br>
+
连接说明:
注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件正常连接。
+
{| class="wikitable"
<syntaxhighlight lang="bash">
+
|-
$ matrix-3_axis_digital_accelerometer
+
|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer || NanoPi M2     
</syntaxhighlight>
+
|-
 +
|INT2    || 留空
 +
|-
 +
|INT1    || 留空
 +
|-
 +
|CS      || Pin2
 +
|-
 +
|SCL    || Pin5
 +
|-
 +
|SDA    || Pin3
 +
|-
 +
|SDO    || 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
 +
|-
 +
|5V      || Pin4
 +
|-
 +
|GND    || Pin6
 +
|}
  
===代码展示===
+
===连接NanoPi M3===
<syntaxhighlight lang="c">
+
参考下图连接模块:<br>
int main(int argc, char ** argv)
+
[[File:Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_M3.jpg|frameless|600px|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_M3]]
{
+
    char *position = (char *) malloc(32);
+
    memset(position, 0, 32);
+
   
+
    if (adxl34xRead(position) > 0) {
+
        printf("Get position: %s", position);
+
    } else {
+
        printf("Fail to get position\n");       
+
    }
+
    free(position);
+
    return 0;
+
}
+
</syntaxhighlight>
+
  
==与Tiny4412连接使用==
+
连接说明:
===准备工作===
+
{| class="wikitable"
参考Tiny4412光盘里的《友善之臂Ubuntu使用手册》,在Tiny4412上运行UbuntuCore系统,然后在主机PC上安装并使用相应的编译器。<br>
+
|-
注意:只能使用Tiny4412SDK-1506的底板。
+
|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer || NanoPi M3     
 +
|-
 +
|INT2    || 留空
 +
|-
 +
|INT1    || 留空
 +
|-
 +
|CS      || Pin2
 +
|-
 +
|SCL    || Pin5
 +
|-
 +
|SDA    || Pin3
 +
|-
 +
|SDO    || 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
 +
|-
 +
|5V      || Pin4
 +
|-
 +
|GND    || Pin6
 +
|}
  
===硬件连接===
+
===连接NanoPC-T2/NanoPC-T3===
参考下图连接模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer和Tiny4412 <br>
+
由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的,所以连接方式是一样的,这里仅以T2为例,参考下图连接模块:<br>
[[File:matrix-3_axis_digital_accelerometer_tiny4412.jpg|frameless|600px|matrix-3_axis_digital_accelerometer_tiny4412]]
+
[[File:Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_NanoPC-T2.jpg|frameless|600px|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_NanoPC-T2]]
  
 
连接说明:
 
连接说明:
 
{| class="wikitable"
 
{| class="wikitable"
 
|-
 
|-
|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer || Tiny4412     
+
|Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer || NanoPC-T2
 
|-
 
|-
 
|INT2    || 留空
 
|INT2    || 留空
Line 156: Line 192:
 
|INT1    || 留空
 
|INT1    || 留空
 
|-  
 
|-  
|CS       || CON16 5V
+
|CS     || USB Host 5V
 
|-
 
|-
|SCL    || CON18 SCL
+
|SCL    || Pin5
 
|-
 
|-
|SDA    || CON18 SDA
+
|SDA    || Pin6
 
|-
 
|-
|SDO   || CON14 5V
+
|SDO     || USB Host 5V
 
|-
 
|-
|5V       || CON18 5V
+
|5V     || Pin29
 
|-
 
|-
|GND    || CON18 GND
+
|GND    || Pin30
 
|}
 
|}
  
===编译测试程序===
+
==编译运行测试程序==
进入Matrix代码仓库,切换到matrix-tiny4412分支
+
启动开发板并运行Debian系统,进入系统后克隆Matrix代码仓库:
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ cd matrix
+
$ apt-get update && apt-get install git
$ git checkout matrix-tiny4412
+
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 +
克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。
  
编译Matrix配件代码
+
编译并安装Matrix:
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- clean
+
$ cd matrix
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
+
$ make && make install
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
注意:请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为Tiny4412-UbuntuCore配套的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.7.3。<br>
 
编译出来的库文件位于install/lib目录下,而测试程序则位于install/bin目录下,模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer对应的测试程序为matrix-3_axis_digital_accelerometer。
 
  
===运行测试程序===
+
运行测试程序:
拷贝库文件和测试程序到Tiny4412的UbuntuCore的文件系统上
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ cp install/bin/* tiny4412_rootfs/bin/
+
$ matrix-accelerometer
$ cp install/lib/* tiny4412_rootfs/lib/ -d
+
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 
+
注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件连接正确。<br>
然后启动Tiny4412,在UbuntuCore的shell终端中执行如下命令运行模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer的测试程序 <br>
+
运行效果如下:<br>
注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件正常连接。
+
 
<syntaxhighlight lang="bash">
 
<syntaxhighlight lang="bash">
$ matrix-3_axis_digital_accelerometer
+
The position is (-6, 3, 236)
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
  
===代码展示===
+
==代码说明==
 +
所有的开发板都共用一套Matrix代码,本模块的测试示例代码为matrix-3_axis_digital_accelerometer,内容如下:
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
<syntaxhighlight lang="c">
 
int main(int argc, char ** argv)  
 
int main(int argc, char ** argv)  
 
{
 
{
     char *position = (char *) malloc(32);
+
     char position[BUF_SIZE];
     memset(position, 0, 32);
+
     int board;
 
      
 
      
 +
    if ((board = boardInit()) < 0) {
 +
        printf("Fail to init board\n");
 +
        return -1;
 +
    }
 +
   
 +
    system("modprobe adxl34x");
 +
    system("modprobe adxl34x-i2c");
 +
    memset(position, 0, BUF_SIZE);
 
     if (adxl34xRead(position) > 0) {
 
     if (adxl34xRead(position) > 0) {
         printf("Get position: %s", position);
+
         printf("The position is %s", position);
 
     } else {
 
     } else {
 
         printf("Fail to get position\n");         
 
         printf("Fail to get position\n");         
 
     }
 
     }
     free(position);
+
     system("rmmod adxl34x-i2c");
 +
    system("rmmod adxl34x");
 +
   
 
     return 0;
 
     return 0;
 
}
 
}
 
</syntaxhighlight>
 
</syntaxhighlight>
 
+
API说明参考维基:[[Matrix API reference manual/zh|Matrix API reference manual]] <br>
==与RaspberryPi连接使用==
+
 
+
==与Arduino连接使用==
+
 
+
 
==相关资料==
 
==相关资料==
http://www.analog.com/cn/products/mems/mems-accelerometers/adxl345.html
+
[http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADXL345.pdf ADXL345.pdf]

Latest revision as of 08:40, 10 November 2016

English

1 介绍

3-Axis Digital Accelerometer
  • 模块Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer用于测量x\y\z方向上的加速度,进而计算速度。
  • 搭载了一颗ADXL345芯片,可以使用IIC或SPI进行通信。
  • 13-bit精度,采集范围可以是+-2g,+-4g,+-8g和+-16g,既能测定动态加速度,也能测定静态加速度。
  • 采用5V供电,PCB上的电源转换芯片输出3.3V给ADXL345。

2 特性

  • I2C接口,3.3V
  • 13-bit,up to +-16g
  • 2.54mm排针接口,接线方便,通用性强
  • +-16g,13-bit精度
  • PCB尺寸(mm):16x32

重力加速度PCB

  • 引脚说明:
名称 描述
INT2 中断引脚
INT1 中断引脚
CS 使能引脚
SCL I2C SCL
SDA I2C SDA
SDO 设置slave address
5V 电源5V
GND

3 工作原理

  • ADXL345 是一款小巧纤薄的低功耗三轴加速度计,可以对高达±16 g的加速度进行高分辨率(13 位)测量。数字输出数据为 16 位二进制补码格式,可通过SPI (3 线或 4 线)或者I2C数字接口访问。
  • ADXL345 非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度,还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。它具有高分辨率(4 mg/LSB),能够测量约 0.25°的倾角变化。
  • 由于这里使用的是I2C通信方式,所以只简单的介绍I2C的工作原理,具体时序的实现可自行去查看芯片手册。ADXL345遵循 Philips I2C-总线协议,它支持标准的数据传输模式(100KHz),并且支持快速传输模式(400KHz),采用I2C模式,需要把CS引脚上拉,I2C引脚无连接时,默认模式不存在。
  • 这里采用I2C通信,接线方式如下图:

三轴重力加速度

4 硬件连接

4.1 连接NanoPi NEO/NanoPi NEO Air

NanoPi M1和NanoPi NEO以及NanoPi NEO Air的前24Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,并且使用同一份代码。

参考下图连接模块:
Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_NEO

连接说明:

Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer NanoPi NEO
INT2 留空
INT1 留空
CS Pin2
SCL Pin5
SDA Pin3
SDO 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
5V Pin4
GND Pin6

4.2 连接NanoPi M1

参考下图连接模块:
Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_m1

连接说明:

Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer NanoPi M1
INT2 留空
INT1 留空
CS Pin2
SCL Pin5
SDA Pin3
SDO 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
5V Pin4
GND Pin6

4.3 连接NanoPi 2

参考下图连接模块:
Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_2

连接说明:

Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer NanoPi 2
INT2 留空
INT1 留空
CS Pin2
SCL Pin5
SDA Pin3
SDO 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
5V Pin4
GND Pin6

4.4 连接NanoPi M2 / NanoPi 2 Fire

NanoPi M2和NanoPi 2 Fire的40 Pin引脚定义是一模一样的,所以它们操作Matrix配件的步骤是一样的,这里仅以NanoPi M2为例。
参考下图连接模块:
Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_M2

连接说明:

Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer NanoPi M2
INT2 留空
INT1 留空
CS Pin2
SCL Pin5
SDA Pin3
SDO 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
5V Pin4
GND Pin6

4.5 连接NanoPi M3

参考下图连接模块:
Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_nanopi_M3

连接说明:

Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer NanoPi M3
INT2 留空
INT1 留空
CS Pin2
SCL Pin5
SDA Pin3
SDO 高电平即可,这里接的是串口排针的5V
5V Pin4
GND Pin6

4.6 连接NanoPC-T2/NanoPC-T3

由于NanoPC-T2跟NanoPC-T3的引脚是一样的,所以连接方式是一样的,这里仅以T2为例,参考下图连接模块:
Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer_NanoPC-T2

连接说明:

Matrix-3_Axis_Digital_Accelerometer NanoPC-T2
INT2 留空
INT1 留空
CS USB Host 5V
SCL Pin5
SDA Pin6
SDO USB Host 5V
5V Pin29
GND Pin30

5 编译运行测试程序

启动开发板并运行Debian系统,进入系统后克隆Matrix代码仓库:

$ apt-get update && apt-get install git
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录。

编译并安装Matrix:

$ cd matrix
$ make && make install

运行测试程序:

$ matrix-accelerometer

注意:此模块并不支持热插拔,启动系统前需要确保硬件连接正确。
运行效果如下:

The position is (-6, 3, 236)

6 代码说明

所有的开发板都共用一套Matrix代码,本模块的测试示例代码为matrix-3_axis_digital_accelerometer,内容如下:

int main(int argc, char ** argv) 
{
    char position[BUF_SIZE];
    int board;
 
    if ((board = boardInit()) < 0) {
        printf("Fail to init board\n");
        return -1;
    }
 
    system("modprobe adxl34x");
    system("modprobe adxl34x-i2c");
    memset(position, 0, BUF_SIZE);
    if (adxl34xRead(position) > 0) {
        printf("The position is %s", position);
    } else {
        printf("Fail to get position\n");        
    }
    system("rmmod adxl34x-i2c");
    system("rmmod adxl34x");
 
    return 0;
}

API说明参考维基:Matrix API reference manual

7 相关资料

ADXL345.pdf