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在您的未来项目中使用IAM-20680和STM32F446RE实现先进的运动追踪

掌握3D空间:全面运动控制

6DOF IMU 9 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

6DOF IMU 9 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

实现跨设备的直观手势控制,允许通过自然的手部动作进行滚动、选择和调整设置等操作。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

6DOF IMU 9 Click基于TDK的IAM-20680,这是一款用于汽车应用的6轴运动跟踪设备,将3轴陀螺仪和3轴加速度计结合在一个小巧的3x3x0.75mm(16引脚LGA)封装中。它还配备了一个512字节的FIFO,可以通过允许系统处理器突发读取传感器数据然后进入低功耗模式,降低串行总线接口的负载并减少功耗。IAM-20680通过其6轴集成,使制造商能够消除离散器件的昂贵和复杂的选择、资格认证和系统级集成,保证最佳的运动性能。IAM-20680具有许多功能,包括数字输出X轴、Y轴和Z轴角速度传感器(陀螺仪),用户可编程的全量程范围为±250 dps、±500 dps、±1000 dps和±2000 dps,并集成了16位ADC;数字输出X轴、Y轴和Z轴加速度计,可编程的全量程范围为

±2g、±4g、±8g和±16g,并集成了16位ADC;以及用于陀螺仪、加速度计和温度传感器的用户可编程数字滤波器。IAM-20680还包括以下附加功能:加速度计和陀螺仪轴之间的最小交叉轴灵敏度,512字节的FIFO缓冲区使应用处理器能够突发读取数据,数字输出温度传感器以及MEMS结构密封和键合于晶圆级别。6DOF IMU 9通过SPI或I2C串行接口与系统处理器通信。IAM-20680包含一个512字节的FIFO寄存器,可以通过串行接口访问。FIFO配置寄存器确定要写入FIFO的数据。可能的选择包括陀螺仪数据、加速度计数据、温度读数和FSYNC输入。FIFO计数器跟踪FIFO中包含的有效数据字节数。FIFO寄存器支持突发读取。中断功能可用于确定何时有新数据可用。IAM-20680

允许在低功率加速度计模式下进行FIFO读取。6DOF IMU 9 click支持SPI和I2C通信接口,可以与各种不同的MCU一起使用。通过将位于COM SEL下的SMD跳线移动到适当的位置(SPI或I2C),可以选择通信接口。当Click board™在I2C模式下运行时,还可以通过一个SMD跳线配置从设备I2C地址,标有ADD LSB的SMD跳线用于设置I2C地址的最低有效位(LSB)。由于IAM-20680,6DOF IMU 9 click可用于汽车应用和导航系统辅助功能,如惯性导航、车门运动检测、车辆对车辆和基础设施的准确定位、360º视角摄像头稳定、车辆报警、远程车辆跟踪等。

6DOF IMU 9 Click top side image
6DOF IMU 9 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
External sync
PC8
PWM
Interrupt
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

6DOF IMU 9 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F446RE MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

软件支持

库描述

此库包含6DOF IMU 9 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • c6dofimu9_set_gyro_config - 设置陀螺仪配置功能

  • c6dofimu9_set_gyro_measurement_range - 设置陀螺仪测量范围配置功能

  • c6dofimu9_set_accel_measurement_range - 设置加速度计测量范围配置功能

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 6DOFIMU9 Click example
 * 
 * # Description
 * This application measure 3-axis gyroscope and a 3-axis accelerometer.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enables - I2C, check device ID,
 * configure accelerometer and gyroscope, also write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example which demonstrates the use of 6DOF IMU 9 Click board.
 * Measured and display Accel and Gyro data coordinates values for X-axis, Y-axis and Z-axis.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs write on USB uart changes for every 1 sec.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c6dofimu9.h"

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

static c6dofimu9_t c6dofimu9;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    c6dofimu9_cfg_t cfg;
    uint8_t device_id;

    /** 
     * 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.

    c6dofimu9_cfg_setup( &cfg );
    C6DOFIMU9_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c6dofimu9_init( &c6dofimu9, &cfg );

    log_printf( &logger, "       Driver  Initialization        \r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
    
    device_id = c6dofimu9_get_device_id( &c6dofimu9 );

    if ( device_id == C6DOFIMU9_DEVICE_ID )
    {
        log_printf( &logger, "       SUCCESS        \r\n" );
        log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
    }
    else
    {
        log_printf( &logger, "                ERROR              \r\n" );
        log_printf( &logger, "            RESET DEVICE           \r\n" );
        log_printf( &logger, "-----------------------------------\r\n" );
        for ( ; ; );
    }

    c6dofimu9_set_gyro_config_lp_mode( &c6dofimu9, C6DOFIMU9_GYRO_AVERAGE_1x );
    c6dofimu9_set_gyro_measurement_range( &c6dofimu9, C6DOFIMU9_GYRO_FULL_SCALE_250dps );
    c6dofimu9_set_accel_measurement_range( &c6dofimu9, C6DOFIMU9_ACCEL_FULL_SCALE_2g );
    c6dofimu9_set_accel_avg_filter_mode( &c6dofimu9, C6DOFIMU9_ACCEL_AVERAGE_4_SAMPLES );
    
    log_printf( &logger, "            Start measurement             \r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------------------\r\n" );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( )
{
    int16_t accel_axis_x;
    int16_t accel_axis_y;
    int16_t accel_axis_z;
    int16_t gyro_axis_x;
    int16_t gyro_axis_y;
    int16_t gyro_axis_z;

    c6dofimu9_get_accel_data( &c6dofimu9, &accel_axis_x, &accel_axis_y, &accel_axis_z );
    Delay_ms ( 10 );
    c6dofimu9_get_gyro_data( &c6dofimu9, &gyro_axis_x,  &gyro_axis_y, &gyro_axis_z );
    Delay_ms ( 10 );

    log_printf( &logger, " Accel X : %d ", accel_axis_x );
    log_printf( &logger, "    |     ");
    log_printf( &logger, " Gyro X : %d \r\n", gyro_axis_x );

    log_printf( &logger, " Accel Y : %d ", accel_axis_y );
    log_printf( &logger, "    |     ");
    log_printf( &logger, " Gyro Y : %d \r\n", gyro_axis_y );

    log_printf( &logger, " Accel Z : %d ", accel_axis_z );
    log_printf( &logger, "    |     ");
    log_printf( &logger, " Gyro Z : %d \r\n", gyro_axis_z );

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