初学者
10 分钟

使用LSM9DS1和MK64FN1M0VDC12提升运动洞察力

你的运动侦探:9DOF IMU为你服务

9DOF Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

9DOF Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

在当今的运动探索和分析世界中,我们的解决方案的目的是简化和增强您检测、测量和解释运动数据的能力。我们提供了一款用户友好的9轴惯性测量单元,使您能够在任何应用中理解运动数据。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

9DOF Click基于STMicroelectronics的LSM9DS1,这是一款集成了3轴加速度计、3轴陀螺仪和3轴磁力计的运动传感系统芯片。LSM9DS1可以测量运动的关键属性,如角速度、加速度和三维方向,产生九个数据 - x/y/z方向的加速度、x/y/z方向的角速度和x/y/z方向的磁力。它具有高度可配置的线性加速度全量程为±2g/±4g/±8/±16g,磁场全量程为±4/±8/±12/±16G,以及角速度为±245/±500/±2000dps。通过其9轴集成,这个Click板保证了客户的最佳运动性能,使他们能够将其应用于广泛的消费类应用中。这 个Click板通过标准的I2C 2-Wire接口与

MCU通信,以读取数据和配置设置,支持最高400kHz的快速模式操作。此外,LSM9DS1允许使用标记为I2C ADDR的SMD跳线选择其I2C从机地址。LSM9DS1的内部部件具有软件可配置的工作模式。加速度计和陀螺仪有两种工作模式:当只有加速度计处于活动状态,而陀螺仪处于断电模式时,或者当加速度计和陀螺仪传感器同时以相同的ODR活动时。磁传感器有三种工作模式:断电(默认)、连续和单次转换。除了用于建立通信的引脚外,这个板还使用mikroBUS™插座的另外两个引脚,如EN和 INT引脚。INT引脚代表可选择的中断,基于

通过将标记为INT SEL的跳线填充到适当位置所实现的配置。通过选择的配置,LSM9DS1将信息转发到INT引脚,例如加速度计和陀螺仪在超出/低于阈值时的警报、数据就绪或FIFO溢出,以及磁传感器警报。另一方面,通过EN引脚,可以执行外部触发同步/标记,使用三种不同的模式:电平、脉冲或边缘敏感触发。这个Click板只能在3.3V逻辑电压级别下运行。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

9DOF Click hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Accel/Gyro Data Enable
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

9DOF Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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

这个库包含了9DOF IMU Click驱动程序的API。

关键功能:

  • c9dof_read_accel - 通用的加速度计读取函数

  • c9dof_read_gyro - 获取陀螺仪数据的函数

  • c9dof_read_mag - 获取磁力计数据的函数

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 9Dof Click example
 * 
 * # Description
 * This application shows accelerometer, gyroscope
 * and magnetometer axes values.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes GPIO pins, I2C, LOG modules and
 * sets default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Gets accelerometer, gyroscope
 * and magnetometer axes data and LOGs those values.
 * 
 * \author Nenad Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c9dof.h"

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

static c9dof_t c9dof;
static log_t logger;

c9dof_accel_data_t accel_data;
c9dof_gyro_data_t gyro_data;
c9dof_mag_data_t mag_data;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    c9dof_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.

    c9dof_cfg_setup( &cfg );
    C9DOF_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c9dof_init( &c9dof, &cfg );
    
    c9dof_default_cfg ( &c9dof );
    Delay_ms( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "              9DOF Click \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    c9dof_read_accel( &c9dof, &accel_data );
    Delay_ms( 10 );
    
    c9dof_read_gyro( &c9dof, &gyro_data );
    Delay_ms( 10 );
    
    c9dof_read_mag( &c9dof, &mag_data );
    Delay_ms( 10 );
    
    log_printf( &logger, "   Accel    |    Gyro    |    Mag\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " X = %d | X = %d | X = %d\r\n", accel_data.x, gyro_data.x, mag_data.x );
    log_printf( &logger, " Y = %d | Y = %d | Y = %d\r\n", accel_data.y, gyro_data.y, mag_data.y );
    log_printf( &logger, " Z = %d | Z = %d | Z = %d\r\n", accel_data.z, gyro_data.z, mag_data.z );
    log_printf( &logger, "--------------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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