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30 分钟

使用ICM-20948和PIC18F4455体验运动感应的未来

无与伦比的低功耗9自由度运动控制

9DOF 2 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 27, 2024

点击板

9DOF 2 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F4455

解锁无限可能性,我们的9DOF低功耗解决方案将运动和磁力计功能结合在一起,在不牺牲您所需精度的情况下,重新定义效率驱动型应用中的可实现性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

9DOF 2 Click 基于ICM-20948,这是一款来自TDK Invensense的高性能9轴MotionTracking™ IC。ICM-20948还支持外部传感器的辅助I2C接口,提供更大的系统灵活性。每个MEMS的输出由独立的Σ-Δ 16位A/D转换器(ADC)处理和数字化。三轴陀螺仪MEMS可以编程以在四个不同的旋转速度范围内测量每个轴的旋转(每角度的度数,DPS):±250、±500、±1000和±2000。三轴加速度计MEMS可以编程以在四个不同的加速度范围内测量每个轴的加速度:±2g、±4g、±8g和±16g。三轴磁力计可以进行±4900 µT的全量程测量。中断功能通

过中断配置寄存器配置。可配置项包括INT引脚配置、中断锁存和清除方法以及中断触发器。中断路由到mikroBUS™的INT引脚。FIFO缓冲区有助于进一步减少处理负载,提供输出数据的临时存储。ICM-20948包含一个512字节大小的FIFO(FIFO大小将根据DMP功能集而有所不同),可以通过串行接口访问。FIFO配置寄存器决定了哪些数据写入FIFO。可能的选择包括陀螺仪数据、加速度计数据、温度读数、辅助传感器读数和FSYNC输入。通过FSYNC引脚可以与外部数字信号同步。此引脚路由到mikroBUS™的PWM引脚,标记为SNC。ICM-20948内

嵌的数字运动处理器(DMP)将运动处理算法的计算从主处理器卸载。DMP从加速度计、陀螺仪和其他第三方传感器(如磁力计)获取数据并处理数据。结果数据可以从FIFO读取。DMP可以访问外部引脚,可用于生成中断。ICM-20948支持SPI和I2C通信接口,但9DOF 2 Click仅使用SPI接口。TXB0108双向电压电平转换器将ICM-20948与3.3V MCU之间的电压电平进行转换。此Click板™仅使用SPI通信接口。它设计为只能在3.3V逻辑电平下操作。在使用逻辑电平为5V的MCU之前,应进行适当的逻辑电压电平转换。

9DOF 2 Click top side image
9DOF 2 Click bottom side 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

PIC18F4455

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
NC
NC
RST
SPI Chip Select
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
External Sync
RC0
PWM
Interrupt
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

9DOF 2 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
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

该库包含 9DOF 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • c9dof2_power - 打开或关闭设备

  • c9dof2_read_gyroscope - 读取陀螺仪数据的功能

  • c9dof2_read_accelerometer - 读取加速度计数据的功能

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 
 * \brief 9dof2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of 9DOF 2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes SPI and device drivers, performs safety check, 
 * applies default configuration and writes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the angular and acceleration rates and displays the values of X, Y, and Z axis
 * on the USB UART each second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c9dof2.h"

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

static c9dof2_t c9dof2;
static log_t logger;

uint8_t id_val;
float x_accel;
float y_accel;
float z_accel;
float x_gyro;
float y_gyro;
float z_gyro;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    c9dof2_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.

    c9dof2_cfg_setup( &cfg );
    C9DOF2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c9dof2_init( &c9dof2, &cfg );

    c9dof2_dev_rst( &c9dof2 );
    Delay_ms( 1000 );

    id_val = c9dof2_read_byte ( &c9dof2, C9DOF2_WHO_AM_I_ICM20948 );
     
    if ( id_val == C9DOF2_WHO_AM_I_ICM20948_VAL )
    {
        log_printf( &logger, "--------------------\r\n" );
        log_printf( &logger, "   9DOF  2  click   \r\n" );
        log_printf( &logger, "--------------------\r\n" );
        c9dof2_power ( &c9dof2, C9DOF2_POWER_ON );
    }
    else
    {
        log_printf(  &logger, "--------------------\r\n" );
        log_printf(  &logger, "   FATAL ERROR!!!   \r\n" );
        log_printf(  &logger, "--------------------\r\n" );
        for ( ; ; );
    }
    
    c9dof2_def_settings( &c9dof2 );

    log_printf(  &logger, "--- Initialised ---\r\n" );
    log_printf(  &logger, "--------------------\r\n" );

    Delay_ms( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.
    
    c9dof2_angular_rate( &c9dof2, &x_gyro, &y_gyro, &z_gyro );

    log_printf( &logger, "Angular rate: \r\n" );

    log_printf( &logger, "X-axis: %.2f \r\n", x_gyro );

    log_printf( &logger, "Y-axis: %.2f \r\n", y_gyro );

    log_printf( &logger, "Z-axis: %.2f \r\n", z_gyro );

    log_printf( &logger, "---------------------\r\n" );

    c9dof2_acceleration_rate( &c9dof2, &x_accel, &y_accel, &z_accel );

    log_printf( &logger, "Acceleration rate: \r\n" );

    log_printf( &logger, "X-axis: %.2f \r\n", x_accel );

    log_printf( &logger, "Y-axis: %.2f \r\n", y_accel );

    log_printf( &logger, "Z-axis: %.2f \r\n", z_accel );

    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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