第一幕：I2C通信与角度读取

AS5600 是 AMS 出品的 12 位磁性旋转位置传感器，通过 I2C 接口输出 0-4095 的角度值，分辨率 0.0879°。

AS5600 原理

芯片内部有一组霍尔传感器阵列。径向磁铁旋转时，霍尔传感器检测到的磁场方向变化，经过内部 DSP 计算输出绝对角度。I2C 地址固定为 0x36（7 位）。

关键寄存器

寄存器	地址	位宽	说明
RAW_ANGLE	0x0C	16 bit	原始角度（0-4095），大端序
ANGLE	0x0E	16 bit	缩放后角度
STATUS	0x0B	8 bit	bit 5 = 磁铁检测
MAGNITUDE	0x1B	16 bit	磁场强度

驱动结构

泛型设计，换 MCU 只需提供实现了 I2c trait 的总线实例：

use embedded_hal_async::i2c::I2c;

pub struct As5600<I2C> {
    i2c: I2C,
}

寄存器读取

write_read 一键完成"写寄存器地址 + 读数据"：

async fn read_u8(&mut self, reg: u8) -> Result<u8, As5600Error<E>> {
    let mut buf = [0u8; 1];
    self.i2c
        .write_read(AS5600_ADDR, &[reg], &mut buf)
        .await
        .map_err(As5600Error::I2c)?;
    Ok(buf[0])
}

async fn read_u16(&mut self, reg: u8) -> Result<u16, As5600Error<E>> {
    let mut buf = [0u8; 2];
    self.i2c
        .write_read(AS5600_ADDR, &[reg], &mut buf)
        .await
        .map_err(As5600Error::I2c)?;
    Ok(u16::from_be_bytes(buf))  // AS5600 使用大端序
}

注意字节序

AS5600 的 16 位寄存器是大端序。Rust 的 from_be_bytes 直接处理转换，省掉手动移位。

磁铁检测

没有磁铁或距离太远时角度无效。STATUS 寄存器 bit 5 指示状态：

pub async fn is_magnet_detected(&mut self) -> Result<bool, As5600Error<E>> {
    let status = self.get_status().await?;
    Ok((status & 0b0010_0000) != 0)
}

后续 FOC 控制必须检查磁铁状态，否则电机会乱转。

角度换算

let raw = as5600.read_u16(RAW_ANGLE_REG).await?;
let degrees = (raw as f32) * 360.0 / 4096.0;

错误处理

#[derive(Debug)]
pub enum As5600Error<E> {
    I2c(E),                  // 总线错误
    MagnetNotDetected,       // 磁铁缺失
}

SimpleFOC 展望

在项目中，AS5600 作为 foc 模块的子模块存在：

mod foc {
    mod as5600;
}

角度数据是 FOC（磁场定向控制）的关键输入。结合 Clarke/Park 变换、PID 控制器和 SVPWM 输出，FOC 能实现电流环、速度环和位置环的闭环电机控制。这些内容目前尚未实现，留待扩展。