初学者
10 分钟

使用ISM330IS和PIC32MZ2048EFH100开启运动掌控之旅

开启运动感应和处理的无限可能

Smart DOF 3 Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 27, 2024

点击板

Smart DOF 3 Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

通过我们先进的解决方案革新运动洞察,结合始终在线的三轴加速度计和三轴陀螺仪。这个动态组合,由智能传感器处理增强,提供无与伦比的精确度,使得对运动的理解在各种应用中变得无缝且高效。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Smart DOF 3 Click 基于 STMicroelectronics 的 ISM330IS,这是一款 iNEMO 惯性模块。该模块具有三种操作模式,加速度计和陀螺仪可以独立开启/关闭,并允许具有不同的 ODR(输出数据速率)和电源模式。它具有全量程三轴可选加速度范围 ±2/±4/±8/±16g。加速度计还提供角和线性自测试模式。三轴陀螺仪具有 ±125/±250/±500/±1000/±2000dps 的可选全量程速率范围。除了这两个传感器外,第三个传感器是嵌入的温度传感器,其值用于校准目的。ISPU 核心在边缘执行信号处理和 AI 算法,其主要优势是 C 编程和增强的生态系统,配有库和第三方工具/IDE。ISPU 具有 32KB 的程序 RAM、8KB 的数据 RAM 和支持加法、减法和乘法的 FPU。它还具有可编程中断和嵌入式传感器集线器,除了加速度计和陀螺仪,还包括可以

直接连接到 ISM330IS 及其内部主 I2C 线的四个外部传感器。此 I2C 接口可以通过 5 针顶部连接器连接,其中包括主 SDA、SCL 和 Ready 引脚 (MSDA、MSCL、MRDY)。要使用此 I2C 接口,必须将所有三个 MI2C SEL 跳线设置为 ON 位置(默认设置为 OFF)。Smart DOF 3 Click 可以通过 COMM SEL 跳线选择 I2C 和 SPI 接口之一与主 MCU 通信,默认选择 I2C。必须将所有四个跳线设置在适当的位置,以确保此 Click board™ 正常工作。标准的 2 线 I2C 接口支持快速模式(400KHz)和快速模式加(1MHz)时钟频率。I2C 地址可以通过 ADDR SEL 跳线选择,默认设置为 0。如果选择 SPI,此 Click board™ 支持 3 线和 4 线 SPI 串行接口,时钟频率高达 100MHz。此 Click board™ 可以通过 RST 引脚复

位。还有两个可编程中断引脚,IT1 和 IT2。IT2 是与主 I2C 接口共享的引脚,因此如果使用外部传感器,该中断引脚将不可用。您可以将其中一个中断分配给不同的传感器,以便知道哪个传感器检测到了运动。根据 ISM330IS 的使用情况,有两种模式连接。模式 1 和模式 2 都可以在 IC 和主 MCU 之间的所有支持类型的通信中工作。模式 1 是指仅 IC 和主 MCU 之间的通信连接。模式 2 是指除了模式 1 的连接外,还有通过主 I2C 连接到 ISM330IS 的外部传感器。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

Smart DOF 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,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 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创

新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 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。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调

节过的电源供应模块。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、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件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。

Flip&Click PIC32MZ double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Interrupt 2
RB11
AN
Reset
RE2
RST
SPI Chip Select
RA0
CS
SPI Clock
RG6
SCK
SPI Data OUT
RC4
MISO
SPI Data IN
RB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt 1
RD9
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RA2
SCL
I2C Data
RA3
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Smart DOF 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Flip&Click PIC32MZ作为您的开发板开始。

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MB1 Access - upright/background 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

该库包含 Smart DOF 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • smartdof3_get_acc_axis - Smart DOF 3 获取加速度传感器轴数据功能。

  • smartdof3_get_gyro_axis - Smart DOF 3 获取陀螺仪传感器轴数据功能。

  • smartdof3_get_temperature - Smart DOF 3 获取温度数据功能。

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 Smart DOF 3 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains API for Smart DOF 3 Click driver.
 * The library initializes and defines the I2C and SPI bus drivers to 
 * write and read data from registers, as well as the default 
 * configuration for reading accelerator and gyroscope data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * The initialization of I2C or SPI module, log UART, and additional pins.
 * After the driver init, the app executes a default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Smart DOF 3 Click board™.
 * Measures and displays acceleration and gyroscope data for X-axis, Y-axis, and Z-axis.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "smartdof3.h"

static smartdof3_t smartdof3;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    smartdof3_cfg_t smartdof3_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.
    smartdof3_cfg_setup( &smartdof3_cfg );
    SMARTDOF3_MAP_MIKROBUS( smartdof3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = smartdof3_init( &smartdof3, &smartdof3_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( SMARTDOF3_ERROR == smartdof3_default_cfg ( &smartdof3 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    log_printf( &logger, "--------------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    static smartdof3_axis_t acc_axis, gyro_axis;
    if ( ( SMARTDOF3_OK == smartdof3_get_acc_axis( &smartdof3, &acc_axis ) ) &&
         ( SMARTDOF3_OK == smartdof3_get_gyro_axis( &smartdof3, &gyro_axis ) ) )
    {
        log_printf( &logger, " Accel X: %.2f mg | Gyro X: %.2f dps\r\n", acc_axis.x, gyro_axis.x );
        log_printf( &logger, " Accel Y: %.2f mg | Gyro Y: %.2f dps\r\n", acc_axis.y, gyro_axis.y );
        log_printf( &logger, " Accel Z: %.2f mg | Gyro Z: %.2f dps\r\n", acc_axis.z, gyro_axis.z );
        log_printf( &logger, "--------------------------------------\r\n" );
    }
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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