初学者
10 分钟

使用MPU-3250和TM4C129XNCZAD跟踪快速和慢速运动

从倾斜到转动

MPU 9DOF Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

MPU 9DOF Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C129XNCZAD

通过整合精确的移动和旋转检测,彻底改变您的解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MPU 9DOF Click 基于 InvenSense 的 MPU-9250,这是一款 9 轴运动追踪设备,结合了三轴陀螺仪、加速度计、磁力计和一个数字运动处理器™(DMP)。MPU-9250 特点是三个 16 位 ADC 用于数字化各部分(陀螺仪、加速度计和磁力计)的输出,功耗低且性能高。为了精确跟踪快速和慢速运动,MPU-9250 具有用户可编程的全量程陀螺仪范围 ±250、±500、±1000 和 ±2000dps,加速度计范围 ±2g、±4g、±8g 和 ±16g,以及磁力计范围  ±4800μT。嵌入式 DMP 引擎支持先进的运动处理和

低功耗功能,如使用可编程中断的手势识别,以及计步器功能,允许宿主 MCU 在 DMP 维持步数的同时休眠。DMP 从加速度计、陀螺仪和磁力计获取数据并 处理数据,这些数据可以从 DMP 的寄存器读取,或者缓存在一个 512 字节的 FIFO 中。除了所有上述功能,DMP 还可以生成一个中断,路由到 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚,该中断可以唤醒宿主 MCU 从挂起模式。MPU 9DOF Click 允许使用 I2C 和 SPI 接口,I2C 的最大频率为 400kHz,SPI 通信的最大频率为 1MHz。可以通过将标有 SPI I2C 的 SMD 跳线放置在

适当位置来进行选择。请注意,所有跳线的位置必须 在同一侧,否则 Click board™ 可能会无响应。当选择 I2C 接口时,MPU-9250 允许使用标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线选择其 I2C 从机地址的最低有效位(LSB)。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压水平转换。然而,这款 Click board™ 配备了一个包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

MPU 9DOF Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA 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。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/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,Fusion for TIVA 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。Fusion for TIVA 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 HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(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 TIVA 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。

Fusion for Tiva 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)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

212

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PE7
CS
SPI Clock
PA2
SCK
SPI Data OUT
PA5
MISO
SPI Data IN
PA4
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PB4
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB3
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

MPU 9DOF 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 Tiva 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
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

此库包含 MPU 9DOF Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • mpu9dof_read_accel - 此功能读取加速度计的 X 轴、Y 轴和 Z 轴。

  • mpu9dof_read_gyro - 此功能读取陀螺仪的 X 轴、Y 轴和 Z 轴。

  • mpu9dof_read_mag - 此功能读取磁力计的 X 轴、Y 轴和 Z 轴。

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 
 * \brief Mpu9Dof Click example
 * 
 * # Description
 * MPU 9DOF Click carries the world’s first 9-axis Motion Tracking device. It comprises two chips: one that contains 
 * a 3-axis accelerometer, a 3-axis gyroscope, and a DMP (digital motion processor); 
 * the other is a 3-axis digital compass.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enable's - I2C, initialize MPU-9150 XL G & MPU-9150 MAG and start write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is a example which demonstrates the use of MPU 9DOF Click board.
 * Measured accel, gyro and magnetometar coordinates values ( X, Y, Z )
 * and temperature value in degrees celsius [ �C ] are being sent to the uart where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart for aproximetly every 1 sec.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mpu9dof.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static mpu9dof_t mpu9dof;
static log_t logger;

static int16_t accel_x;
static int16_t accel_y;
static int16_t accel_z;
static int16_t gyro_x;
static int16_t gyro_y;
static int16_t gyro_z;
static int16_t mag_x;
static int16_t mag_y;
static int16_t mag_z;
static float temperature;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    mpu9dof_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    mpu9dof_cfg_setup( &cfg );
    MPU9DOF_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    mpu9dof_init( &mpu9dof, &cfg );

    Delay_10ms( );
    mpu9dof_default_cfg ( &mpu9dof );
}

void application_task ( void )
{
    mpu9dof_read_accel( &mpu9dof, &accel_x, &accel_y, &accel_z );
    Delay_10ms( );
    mpu9dof_read_gyro( &mpu9dof, &gyro_x,  &gyro_y, &gyro_z );
    Delay_10ms( );
    temperature = mpu9dof_read_temperature( &mpu9dof );
    Delay_10ms( );
    mpu9dof_read_mag( &mpu9dof, &mag_x,  &mag_y, &mag_z );
    Delay_10ms( );

    log_printf( &logger, " Accel X : %d   |   Gyro X : %d   |   Mag X : %d \r\n", accel_x, gyro_x, mag_x );
    log_printf( &logger, " Accel Y : %d   |   Gyro Y : %d   |   Mag Y : %d \r\n", accel_y, gyro_y, mag_y );
    log_printf( &logger, " Accel Z : %d   |   Gyro Z : %d   |   Mag Z : %d \r\n", accel_z, gyro_z, mag_z );
    Delay_10ms( );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    Delay_10ms( );
    log_printf( &logger, "Temperature: %.2f C\r\n", temperature );
    Delay_100ms( );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    log_printf( &logger, "\r\n");
    Delay_ms ( 1000 );
}

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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