初学者
10 分钟

使用 SCH16T-K01 和 PIC18F4458 实现三轴角速度与线性加速度的精准检测

面向严苛应用的高精度六轴运动感测解决方案

6DOF IMU 26 Click with EasyPIC v8

已发布 5月 20, 2025

点击板

6DOF IMU 26 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F4458

适用于工业环境中机器人运动追踪、惯性导航和无人机稳定控制的 6 轴运动感测解决方案

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

6DOF IMU 26 Click 基于 muRata 的 SCH16T-K01,这是一款高性能的六自由度(6DOF)运动传感器,将 3 轴陀螺仪与 3 轴加速度计集成于单一封装内,并通过数字 SPI 接口实现高效数据传输。该传感器具备卓越的精度与稳定性,适用于高要求的工业和嵌入式应用环境。陀螺仪支持从 ±300°/s 到 ±62.5°/s 的应用可选测量范围,而加速度计支持从 ±80m/s² 到 ±15m/s² 的动态范围,默认最大可达 ±260m/s²。该器件还集成了插值与抽取(interpolation & decimation)功能,以支持灵活的数据处理策略。为进一步增强信号质量,SCH16T-K01 提供可调的低通滤波器,截止频率范围为 13Hz 至 370Hz,有效滤除噪声信号。

SCH16T-K01 符合 AEC-Q100 汽车级标准,是构建惯性测量单元(IMU)、导航与定位系统、动态倾角检测、机器控制、机器人平台与无人机(UAV)等系统的理想传感器。因其坚固、稳定和多功能的特性,6DOF IMU 26 Click 成为苛刻或关键任务环境中运动追踪的理想选择。该 Click 板™ 采用 MIKROE 全新 Click Snap 结构,与传统 Click 板不同,传感器核心区域可从 PCB 中断开并独立部署,便于嵌入至目标系统中。Snap 区域包含 1–8 号标记引脚,可直接访问关键信号,实现自主运行,并带有固定螺丝孔,便于物理固定。通信方面,6DOF IMU 26 Click 使用 4 线 SPI 接口与主控 MCU 通信,支持最高 10MHz 的时钟

频率,确保高速数据传输。通过 Snap 区域中的 ADDR SEL 跳线可配置 SPI 地址,支持多个设备共存于同一总线上。除了 SPI 接口外,该板还包含 RST 引脚(用于重置传感器)与 DRY 引脚(用于当内部陀螺仪与加速度计寄存器更新时输出中断信号),便于主控 MCU 实时响应数据变化。本 Click 板™ 仅支持 3.3V 逻辑电压工作,如需与其他电压等级的 MCU 搭配使用,需进行电平转换。此外,随板还提供了易用的软件库与示例代码,为用户后续开发提供有力支持。

6DOF IMU 26 Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC 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、任何时候都能访问。

EasyPIC 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。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由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。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18F4458

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

24

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset / ID SEL
RE1
RST
SPI Select / ID COMM
RE0
CS
SPI Clock
RC3
SCK
SPI Data OUT
RC4
MISO
SPI Data IN
RC5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Data-Ready Output
RB0
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

6DOF IMU 26 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

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

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background 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 DIP 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 26 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
本示例演示如何使用 6DOF IMU 26 Click 板,读取并记录来自 3 轴加速度计、3 轴陀螺仪及温度传感器的数据。程序初始化设备并持续获取传感器测量值。

关键功能:

  • c6dofimu26_cfg_setup - 初始化 Click 配置结构为默认初始值。

  • c6dofimu26_init - 初始化该 Click 板所需的所有引脚和外设。

  • c6dofimu26_default_cfg - 执行 6DOF IMU 26 Click 板的默认配置。

  • c6dofimu26_get_data - 读取加速度、陀螺仪和温度数据。

应用初始化
初始化日志记录器并配置 6DOF IMU 26 Click 板,建立 SPI 通信并应用默认设置。

应用任务
持续读取并记录来自传感器的加速度(g)、角速度(°/s)和温度(℃)数据。

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 26 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the 6DOF IMU 26 Click board, which provides 
 * 3-axis accelerometer and 3-axis gyroscope measurements, as well as temperature data. 
 * The example initializes the device and continuously logs sensor readings.
 *
 * The demo application is composed of two sections:
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the logger and configures the 6DOF IMU 26 Click board. Sets up SPI 
 * communication and applies the default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Continuously reads and logs acceleration (g), gyroscope (dps), and temperature (degC) 
 * values from the sensor.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c6dofimu26.h"

static c6dofimu26_t c6dofimu26;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    c6dofimu26_cfg_t c6dofimu26_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.
    c6dofimu26_cfg_setup( &c6dofimu26_cfg );
    C6DOFIMU26_MAP_MIKROBUS( c6dofimu26_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == c6dofimu26_init( &c6dofimu26, &c6dofimu26_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( C6DOFIMU26_ERROR == c6dofimu26_default_cfg ( &c6dofimu26 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    c6dofimu26_data_t meas_data;
    if ( C6DOFIMU26_OK == c6dofimu26_get_data ( &c6dofimu26, &meas_data ) )
    {
        log_printf( &logger, " Accel X: %.3f g\r\n", meas_data.accel.x );
        log_printf( &logger, " Accel Y: %.3f g\r\n", meas_data.accel.y );
        log_printf( &logger, " Accel Z: %.3f 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 degC\r\n\n", meas_data.temperature );
        Delay_ms ( 100 );
    }
}

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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