初学者
10 分钟

使用ICM-45605和PIC18F25K50实现准确且稳定的惯性运动测量

理解设备在三维空间中的运动

6DOF IMU 16 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

6DOF IMU 16 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F25K50

解锁高级运动感应技术,精确跟踪和解释设备在三维空间中的运动,适用于从虚拟现实到可穿戴设备和物联网设备的各种应用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

6DOF IMU 16 Click 基于 ICM-45605,这是一款来自 TDK InvenSense 的超高性能 6 轴 MEMS IMU,具有全球首创的 BalancedGyro™ 技术和最低功耗。该传感器在一个紧凑的封装中结合了 3 轴陀螺仪和 3 轴加速度计。得益于 BalancedGyro™ 技术,陀螺仪 MEMS 架构实现了卓越的抗振动和温度稳定性能。它具有数字输出的陀螺仪角速度,具有可编程的全量程范围:±15.625、±31.25、±62.5、±125、±250、±500、±1000 和 ±2000 度/秒。加速度计也具有数字输出,具有可编程的全量程范围:±2g、±4g、±8g 和 ±16g。ICM-45605 的片上数字运动处理器支持高级运动算法和机器

学习功能。传感器具有自检、低噪声功耗模式支持、良好的灵敏度等特点。ICM-45605 还包括 APEX 运动特性,如计步器、倾斜检测、唤醒/睡眠、点击检测、运动唤醒等。此外,还包括一个高达 8KB 的 FIFO 缓冲区,使应用 MCU 能够以突发方式读取数据。6DOF IMU 16 Click 可以使用标准 4 线 SPI 串行接口与主机 MCU 通信,支持高达 24MHz 的时钟频率。它还可以使用标准 2 线 I2C,支持最高 1MHz 的总线速度。I2C 地址可以通过 ADDR SEL 跳线选择。通信选择可以通过 COMM SEL 跳线进行。您还可以通过 Interface 跳线在单接口和双接口之间进行选择。这允许您在使用 SPI 的同时

使用 I2C 接口作为主机。当发生中断事件(如倾斜检测、点击或预编程到这些引脚的其他事件)时,APEX 硬件将通过两个中断引脚(I1 和 I2)中断主机 MCU。在板底部,两个 LP CUT 低功耗跳线允许您在真正的低功耗模式下或使用电池供电设备(如我们的 Clicker 2 系列开发板)中使用 6DOF IMU 16 Click。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压级别下运行。使用不同逻辑电平的 MCU 之前,必须进行适当的逻辑电平转换。另外,它配有包含功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

6DOF IMU 16 Click hardware overview 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

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Interrupt 1
RA3
AN
ID SEL
RA0
RST
SPI Select / ID COMM
RA5
CS
SPI Clock
RC3
SCK
SPI Data OUT
RC4
MISO
SPI Data IN
RC5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt 2
RB1
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
2

“仔细看看!”

原理图

6DOF IMU 16 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
Rotary B 2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 28 hardware assembly
EasyPIC v8 28pin-DIP - 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

应用输出通过UART模式

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "FLASH" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上。

2. 编程完成后,点击右上角面板中的工具图标,选择 UART 终端

3. 打开 UART 终端标签后,首先在选项菜单中检查波特率设置(默认是 115200)。如果该参数正确,通过点击 "CONNECT" 按钮激活终端。

4. 现在,终端状态从 Disconnected 变为绿色的 Connected,数据将显示在 Received data 字段中。

UART_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 6DOF IMU 16 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • c6dofimu16_sw_reset - 此功能执行设备的软件重置。

  • c6dofimu16_get_gyro_data - 此功能读取 X、Y 和 Z 轴的角速度,以每秒度数(mdps)表示。

  • c6dofimu16_get_accel_data - 此功能读取 X、Y 和 Z 轴的加速度,相对于标准重力(mg)表示。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * @file main.c
 * @brief 6DOF IMU 16 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of 6DOF IMU 16 click board by reading and displaying 
 * the accelerometer and gyroscope data (X, Y, and Z axis).
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver performs the click default configuration, 
 * and checks communication by reading device ID.
 *
 * ## Application Task
 * Reading the accelerometer and gyroscope measurements, results are displayed on the USB UART every second.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c6dofimu16.h"

static c6dofimu16_t c6dofimu16;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    c6dofimu16_cfg_t c6dofimu16_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.
    c6dofimu16_cfg_setup( &c6dofimu16_cfg );
    C6DOFIMU16_MAP_MIKROBUS( c6dofimu16_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = c6dofimu16_init( &c6dofimu16, &c6dofimu16_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( C6DOFIMU16_ERROR == c6dofimu16_default_cfg ( &c6dofimu16 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    uint8_t dev_id = 0;
    c6dofimu16_reg_read( &c6dofimu16, C6DOFIMU16_REG_WHO_AM_I, &dev_id );
    if ( C6DOFIMU16_DEVICE_ID != dev_id )
    {
        log_error( &logger, " Communication error " );
        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, " Device ID: 0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) dev_id );

    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    c6dofimu16_axis_t accel_data;
    c6dofimu16_axis_t gyro_data;

    c6dofimu16_get_accel_data( &c6dofimu16, &accel_data );
    c6dofimu16_get_gyro_data( &c6dofimu16, &gyro_data );
    log_printf( &logger, " Accel data | Gyro data \r\n" );
    log_printf( &logger, " X: %.2f g  | %.2f dps \r\n", accel_data.x_data, gyro_data.x_data );
    log_printf( &logger, " Y: %.2f g  | %.2f dps \r\n", accel_data.y_data, gyro_data.y_data );
    log_printf( &logger, " Z: %.2f g  | %.2f dps \r\n", accel_data.z_data, gyro_data.z_data );
    Delay_ms( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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