上一章講了啥是有限狀態(tài)機模型和LSM6DSOX的FSM的特點。

本章我將從FSM的編程模塊到Unico FSM編程界面，分別介紹各個模塊、

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

上一帖中介紹了LSM6DSOX的FSM中一共有16個完全獨立并資源相同的狀態(tài)機程序塊，

那么每個程序塊長什么樣子呢？

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

輸入選擇器能夠?qū)�傳感器信號或者�?nèi)部計算的數(shù)據(jù)信號中選擇輸入信號源，

所支持的信號如下：

• LSM6DSOX加速度計數(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)數(shù)據(jù)，磁力和 矢量的模。

• 內(nèi)部計算的角度、角度和 角度矢量和

• 正確配置的機器學習模塊的輸出。

其中，上述空間物理量和 矢量的模計算方法如公式：

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

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明。

 單位需要多本通信工程師職稱證書掛資質(zhì)，歡迎有閑置證書的朋友聯(lián)系  150-0759-9549-微同

狀態(tài)機代碼塊就是我們實現(xiàn)自己狀態(tài)機的功能模塊了，如下圖所示，狀態(tài)機代碼塊

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，長度固定6字節(jié)，一共6個變量，根據(jù)配置系統(tǒng)

自動更新，無需自己更改。

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

隨用隨設置。

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”就在這個區(qū)域內(nèi)設置。

狀態(tài)機代碼塊中的上述三個區(qū)域總長度最多256字節(jié)。每次上電時，

需要重新配置FSM代碼塊內(nèi)容。

每個狀態(tài)機代碼塊都可以根據(jù)輸入的信號采樣集數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一個中斷信號，

并且修改相應的FSM_OUTS寄存器狀態(tài)。

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

算法邏輯的狀態(tài)組成。

     每個指令都有一個8位的操作碼，每個操作碼可以實現(xiàn)一個命令指令(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，有的命令

會需要參數(shù)，參數(shù)會作為一個單獨的指令來執(zhí)行，后面詳細講。

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

條件和4位的NEXT條件），用來復位或者繼續(xù)執(zhí)行程序流。

      指令代碼對LSM6DSOX寄存器和狀態(tài)機內(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

條件指令的特點和使用方法。

命令指令(CMD)

命令指令是修改狀態(tài)機行為中的流控制、輸出、和同步的行為。

當一個命令被執(zhí)行時，會立即執(zhí)行(不需要更新輸入采樣集)，程序指針(PP)

被設置為下一行，將執(zhí)行如下動作：

• 如果新的一行是一個命令指令，則立即執(zhí)行此行命令。

• 如果新的一行是一個條件指令，則在下一個輸入采樣值到來之時，

• 處理此行條件判斷指令。

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

這里用"STHR1"命令來舉例，該指令用來動態(tài)改變閾值1(THRESH1)的值，

在Unico中的配置方法如下：

當程序指針(PP)指向狀態(tài)S0的0x0A地址時，設備識別出"0xAA"指令碼為"STHR1"命令。

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

執(zhí)行后閾值1的值將被設置為“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，條件指令在一個新的輸入采樣集準備好后，

在一個單一狀態(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：

當進入條件指令后，首先判斷重置條件(RESET)，只有在RESET條件不滿足時，

才判斷繼續(xù)條件(NEXT)。

當兩個條件均不滿足時，狀態(tài)機會等待一個新的采樣集到來，然后重新開始判斷。

當滿足RESET條件時，就會發(fā)生向復位點切換的狀態(tài)過渡，即PP=PR。

當RESET條件不滿足，且NEXT條件滿足時，就會向下一個狀態(tài)過渡，即PP = PP+1;

默認情況下，復位點(RP)被設置為第一個狀態(tài)，但可以通過"SRP/CRP"指令動態(tài)改變

復位點的位置。

值得注意的是，RESET和NEXT條件為同一個條件的情況是沒有意義的。

條件指令能夠判斷的條件一共有三種：

• 超時：當設置了定時器，定時計數(shù)器TC的值達到零的時候，條件滿足，成立。

• 閾值比較：當啟動的輸入值高于(或低于)設定的閾值時，條件滿足，成立。

• 過零檢測：當啟動的輸入越過零位時，條件滿足，成立。

以上就是命令指令和條件指令的所有特點了。

FSM指令集中一共提供了16個條件指令和35個命令指令。

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

UnicoGUI

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

上位機-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)機圖，下面我將詳細介紹下UnicoGUI的FSM編程部分。

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

箱與體驗“Port not open & not supported ”問題解決。這里默認大家都能

正常打開UnicoGUI軟件了哈。

在Unico的主界面左側，點開FSM模塊，可以看到界面中一共有三個標簽欄，

Configuration，Interrupt，Debug

默認的界面就是狀態(tài)機設置、編程的界面，如下圖所示。

在這個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，

我標注了8個紅框區(qū)域，逐一來看：

1、StateMachine Selection，狀態(tài)機選擇，這個下拉菜單中一共有16個選項，對應

的就是前面講的16個獨立的狀態(tài)機程序塊。

2、FSM_ODR,FSM頻率(Output Data Rate)，這個值在限制了加速度/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，避免欠采樣問題發(fā)生。

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

所有狀態(tài)機程序塊公用。

Max Value是設置計數(shù)器的最大溢出值，16位數(shù)據(jù)形式標志（例如65525填寫FFFF),

底下兩個勾選可以設置計數(shù)器溢出時是否產(chǎn)生INT1/INT2外部中斷。

計數(shù)器的值可以從程序中使用“INCR”來增加。

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

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

5、SMx status,狀態(tài)機x狀態(tài)設置，這個區(qū)域有三個選項，Enabled用于啟動狀態(tài)機x，

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

到INT1、INT2外部中斷上，16個狀態(tài)機可以獨立設置啟動與否，綁定外部中斷。

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

• ConfigA和configB中儲存了程序所使用的的資源量

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

所以顯示的6字節(jié)為固定變量區(qū)大小。

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

信號等等。

• Reset Pointer(RP)復位點，儲存了條件指令中返回判斷(RESET)

為真所跳轉(zhuǎn)的地址。

• Program Pointer(PP)當前運行程序點，儲存了當前采樣時間內(nèi)

正在執(zhí)行的指令的地址。

• Hysteresis ，回滯變量開關，啟動該選項后，下方的Hysteresis

回滯變量可以設置。

• Decimation，降頻變量開關，啟動該選項后，下方的dest降頻變量

可以設置。

上面的固定變量，在用UnicoGUI的時候這六個變量都是跟隨編程操作自動更改的，

無需自行更改。

當我們想要直接使用LSMC6DSOX在自己的項目中的時候，則需要考慮設置其中的值。

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

共計36個字節(jié)，當我們用不到某些變量的時候，Unico就不會配置該變量到

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

• Thresh1-3，閾值，在條件指令中，用來比較輸入信號對應軸的數(shù)據(jù)是

否到達閾值。

• Hysteresis，回滯參數(shù)，當設置了回滯參數(shù)后，在對某軸進行閾值比較時，

會將比較值增加回滯參數(shù)變成一個比較區(qū)間，如下圖所示。

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

過零條件判斷。

• Timer1-3，定時器值，在條件指令中，設置的定時器比較的時間值。

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

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

• Decision Tree，機器學習決策樹接口，通過“CHKDT”命令檢查

機器學習核心內(nèi)部的決策樹結果，當FSM和機器學習結合的時候

就需要用到這個參數(shù)。

灰色字體的是沒法直接設置的變量，

• Temporary MaskA-C，臨時掩碼，用來保存MasksA-C的復制值。

• DX,DY,DZ,DV，三軸角度、角度和矢量的模，顯示的是當前傳感器

角速度積分得到的角度值。

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

• PAS,Previous axis sign，上一個軸號，儲存前一個采樣的軸號，在

零點交叉條件下使用。

• DESC，內(nèi)部計數(shù)器，在降頻時使用，由設備自動管理。

• TC，Timer Counter，內(nèi)部臨時定時計數(shù)器，用于檢測定時器是否

過期。

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

分別是Add State 增加狀態(tài)指令，Import State Machine導入狀態(tài)機指令，

Export State Machine導出狀態(tài)機指令和Reset State Machine重置狀態(tài)機指令。

當點擊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，隨著狀態(tài)指令增加，狀態(tài)號依次遞增

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

復位點和Program Pointer(PP)當前運行程序點中的數(shù)據(jù)就是指這個

地址，首狀態(tài)地址隨前面固定變量和可變變量總長度而定，圖中由于

只有6個固定長度，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進制指令碼，所選指令的16進制形式

• 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，分成了兩個區(qū)域，如圖所示。

左側為輸入加速度、角速度、輸出外部中斷INT1/INT2的波形圖。

右側為16個狀態(tài)機的輸出寄存器OUT_Sx的數(shù)據(jù)，通過點擊read，可以讀取當前的值。

在FSM模塊的Debug界面下，也是分成了兩個區(qū)域，如下圖所示。

左側為我們寫的狀態(tài)機圖，通過分析它可以很清楚的看到我們的狀態(tài)機狀態(tài)是如何

改變的。

右側為調(diào)試區(qū)域，通過導入采集的輸入數(shù)據(jù)集，可以對左邊的狀態(tài)機進行仿真調(diào)試，

這里就先不細說了。

以上就是對LSM6DSOX中FSM編程模塊各個模塊和參數(shù)的基礎認識，對這些有了初步的

認識和了解之后，我們就可以著手看看示例狀態(tài)機程序，分析下其工作流程和編寫流程了~

以下是35個命令指令和16個條件指令的簡介截圖，翻譯文檔我放在文章末尾了~：

命令指令

條件指令