初学者
10 分钟

使用 ICM-45686 和 STM32F446ZE 实现高保真运动追踪

适用于先进应用的超高精度稳定 6 轴运动感测解决方案

6DOF IMU 27 Click with Fusion for STM32 v8

已发布 5月 01, 2025

点击板

6DOF IMU 27 Click

开发板

Fusion for STM32 v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446ZE

采集高精度、稳定的六轴运动数据,具备超低噪声表现与先进信号处理能力

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

6DOF IMU 27 Click 基于 TDK InvenSense 的 ICM-45686,这是一款集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计的高性能 MEMS MotionTracking 传感器。该板专为提供精准可靠的六轴运动感测而设计,适用于各类现代应用,包括头戴式显示设备、增强与虚拟现实控制器、可穿戴技术以及各种对高精度运动追踪有需求的物联网系统。ICM-45686 具备双通道通信架构,结合 UI 与 AUX 数据路径,提供出色的数据采集灵活性。它支持多种主机接口,包括 I3C、I2C 和 SPI,可广泛兼容各种主控 MCU。在性能方面,ICM-45686 陀螺仪与加速度计均具备超低噪声特性,在同类产品中处于领先水平。其结构坚固,具备卓越的热稳定性和抗 20,000g 冲击能力,并对 PCB 弯曲或带外振动噪声具有极强抗扰性能。集成的 8KB FIFO 缓冲区配合

可编程输出速率(ODR)与 FIFO 数据速率(FDR),使其适用于高速响应或低功耗应用。该传感器还内建 InvenSense 的 APEX 运动处理引擎,具备强大的板载运动处理能力,支持手势识别、活动分类、计步器等功能,并可通过 IT1 与 IT2 中断引脚将事件信息传递给主控 MCU。器件还配有可编程数字滤波器与集成温度传感器,即使在苛刻环境下也能保持最佳性能。陀螺仪支持 8 种满量程范围(±15.625dps 至 ±4000dps),加速度计支持 4 种满量程范围(±2g 至 ±32g),且两者均可针对 UI 与 AUX 路径独立设置,满足不同精度与动态范围需求。6DOF IMU 27 Click 采用 MIKROE 推出的 Click Snap 架构,可通过断开主板将传感器区独立使用,适配更灵活的系统布局需求。Snap 区域具备 1–8 引脚访问和固定螺丝

孔,便于单独安装与定位。通信方式可通过 COMM SEL 跳线在 I2C(默认)与 SPI 之间切换(SPI 最高 24MHz,I2C 最高 1MHz)。在 Snap 区域还提供额外 COMM SEL 跳线,便于 Snap 部分独立通信,需确保所有跳线配置一致。若使用 I2C 通信,还可通过 ADDR SEL 跳线设置 I2C 地址,支持多设备共存。板卡还提供 AUX 接口焊盘,用于扩展外部传感器连接或用于 OIS 控制应用(SPI 从模式)与 I2C 主模式访问。该 Click 板仅支持 3.3V 逻辑电平。在与不同电压等级的 MCU 搭配使用前,需进行电平转换。此外,随板提供易于使用的软件库及示例代码,可供后续开发参考与集成。

6DOF IMU 27 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for STM32 v8 是一款专为快速开发嵌入式应用而设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如 STMicroelectronics 的不同 32 位 ARM® Cortex®-M 基础 MCU,不论其引脚数量,并具备一系列独特功能,例如首次通过 WiFi 的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,确保最终用户在一个地方可以找到所有必需的元素,如开关、按钮、指示器、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for STM32 v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在 任何情况下、任何地方都能访问。Fusion for STM32 

 v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成 CODEGRIP 程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对 JTAG、SWD 和 SWO Trace(单线输出)的支持,并与 Mikroe 软件环境无缝集成。此外,它还包括一个为开发板提供的干净且调节过的电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部 12V 电源供应,以及通过 USB Type-C(USB-C)连接器的电 源。通信选项包括 USB-UART、USB  HOST/DEVICE、CAN(如果 MCU 卡支持的话)和

以太网。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™ 标准、为 MCU 卡提供的标准化插座(SiBRAIN 标准),以及两种显示选项,用于 TFT 板线产品和基于字符的 LCD。Fusion for STM32 v8 是 Mikroe 快速开发生态系统的一个重要组成部分,由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for STM32 v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

144

RAM (字节)

131072

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Interrupt 2
PA3
AN
ID SEL
PE11
RST
SPI Select / ID COMM
PA4
CS
SPI Clock
PA5
SCK
SPI Data OUT
PA6
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt 1
PD3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

6DOF IMU 27 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for STM32 v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

6DOF IMU 27 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
TEXT

关键功能:

  • c6dofimu27_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构为默认初始值。

  • c6dofimu27_init - 初始化 Click 板所需的所有引脚和外设。

  • c6dofimu27_default_cfg - 执行 6DOF IMU 27 Click 板的默认配置。

  • c6dofimu27_get_int1_pin - 读取 INT1 引脚的逻辑状态,用于检查数据是否就绪。

  • c6dofimu27_read_data - 读取加速度计、陀螺仪和温度传感器的测量数据。

应用初始化
初始化驱动程序,并执行 Click 板的默认配置设置。

应用任务
等待数据就绪标志信号后,读取加速度计、陀螺仪和温度的测量数据,并通过 USB UART 每 80 毫秒输出一次(对应设置的 12.5Hz 输出数据速率)。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief 6DOF IMU 27 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of 6DOF IMU 27 Click board by reading and displaying 
 * the accelerometer and gyroscope data (X, Y, and Z axis) as well as a temperature measurement
 * in degrees Celsius.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for a data ready indication and then reads the accelerometer, gyroscope, and temperature
 * measurements. The results are displayed on the USB UART every 80ms as per the accel and gyro
 * output data rate which is set to 12.5 Hz.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c6dofimu27.h"

static c6dofimu27_t c6dofimu27;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    c6dofimu27_cfg_t c6dofimu27_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    c6dofimu27_cfg_setup( &c6dofimu27_cfg );
    C6DOFIMU27_MAP_MIKROBUS( c6dofimu27_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = c6dofimu27_init( &c6dofimu27, &c6dofimu27_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( C6DOFIMU27_ERROR == c6dofimu27_default_cfg ( &c6dofimu27 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    static c6dofimu27_data_t meas_data;
    if ( !c6dofimu27_get_int1_pin ( &c6dofimu27 ) )
    {
        if ( C6DOFIMU27_OK == c6dofimu27_read_data ( &c6dofimu27, &meas_data ) )
        {
            log_printf ( &logger, " Accel X: %.2f g\r\n", meas_data.accel.x );
            log_printf ( &logger, " Accel Y: %.2f g\r\n", meas_data.accel.y );
            log_printf ( &logger, " Accel Z: %.2f g\r\n", meas_data.accel.z );
            log_printf ( &logger, " Gyro X: %.1f dps\r\n", meas_data.gyro.x );
            log_printf ( &logger, " Gyro Y: %.1f dps\r\n", meas_data.gyro.y );
            log_printf ( &logger, " Gyro Z: %.1f dps\r\n", meas_data.gyro.z );
            log_printf ( &logger, " Temperature: %.2f C\r\n\n", meas_data.temperature );
        }
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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