初学者
10 分钟

使用L3GD20和PIC32MZ2048EFM100测量物体在三个维度上旋转的速度

用陀螺仪的精确度让你的项目走向成功!

Gyro Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 24, 2024

点击板

Gyro Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

低功耗三轴角速率传感器(陀螺仪),专为精确运动感测应用而设计。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Gyro Click 基于 STMicroelectronics 的高性能三轴陀螺仪 L3GD20。L3GD20 使用 STMicroelectronics 开发的专用微加工工艺制造,该工艺用于在硅片上生产惯性传感器和执行器。它高度可配置,具有全量程可编程范围 ±250dps、±500dps 和 ±2000dps,即低范围用于高精度测量慢速运动,高范围用于测量超快速手势和动作。这款 Click board™ 允许使用 I2C 和  SPI 两种接口,I2C 的最大频率为 400kHz,SPI 通信的最大频率为 10MHz。通过将标有 COMM SEL 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™ 可能会变得无响应。当选择 I2C 接口时,L3GD20 允许使用标有 I2C ADD 的 SMD 跳线选择其 I2C 从设备地址的最低有效位(LSB),标记为 0 和 1 的适当位置。L3GD20 嵌入了 32 个槽的 16 位数据 FIFO,适用于每个输出通道:偏航、俯仰和滚动。此功能允许系统 持续节能,因为主处理器不需要连续地从传感器中轮询数据,而只需在需要时唤醒并从 FIFO 中突发

重要数据。此缓冲区可以在五种模式下工作:旁路模式、FIFO 模式、流模式、旁路到流模式和流到 FIFO 模式。每种模式都通过对应的中断和数据就绪引脚上检测到的事件来选择,这些引脚连接到 mikroBUS™ 插座上的 INT 和 RST 引脚。这款 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™ 配备了包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Gyro Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side 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

NC
NC
AN
Data Ready
RA9
RST
SPI Chip Select
RPD4
CS
SPI Clock
RPD1
SCK
SPI Data OUT
RPD14
MISO
SPI Data IN
RPD3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
RF13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Gyro Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
Thermo 28 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MB 1 - 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
Curiosity PIC32 MZ EF 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

此库包含 Gyro Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • gyro_get_axis - 此函数从两个 L3GD20 寄存器获取数据。

  • gyro_read_gyro - 此函数读取陀螺仪的 X 轴、Y 轴和 Z 轴数据。

  • gyro_read_temperature - 此函数读取温度数据。

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 
 * \brief Gyro Click example
 * 
 * # Description
 * This example displays values of Gyro sensor (x, y, z axis).
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver, initialize L3GD20 register and start write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * (code snippet) This is a example which demonstrates the use of Gyro Click board.
 *  Measured Gyro coordinates ( X-axis, Y-axis, Z-axis ) and temperature in degrees C are being sent
 *  to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *  All data logs on usb uart for every 2 sec.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "gyro.h"

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

static gyro_t gyro;
static log_t logger;
static int16_t gyrox;
static int16_t gyroy;
static int16_t gyroz;
static int8_t temperature;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    gyro_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.

    gyro_cfg_setup( &cfg );
    GYRO_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    gyro_init( &gyro, &cfg );
    gyro_default_cfg ( &gyro);
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.

    gyro_read_gyro(  &gyro, &gyrox,  &gyroy, &gyroz );

    log_printf( &logger, " Axis X : %d \r\n", gyrox );
    log_printf( &logger, " Axis Y : %d \r\n", gyroy );
    log_printf( &logger, " Axis Z : %d \r\n", gyroz );
    log_printf( &logger, "*****************************\r\n" );

    Delay_ms ( 1000 );
    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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