初学者
10 分钟

使用LSM9DS1和STM32F410RB提升运动洞察力

你的运动侦探:9DOF IMU为你服务

9DOF Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

9DOF Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

在当今的运动探索和分析世界中,我们的解决方案的目的是简化和增强您检测、测量和解释运动数据的能力。我们提供了一款用户友好的9轴惯性测量单元,使您能够在任何应用中理解运动数据。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

9DOF Click基于STMicroelectronics的LSM9DS1,这是一款集成了3轴加速度计、3轴陀螺仪和3轴磁力计的运动传感系统芯片。LSM9DS1可以测量运动的关键属性,如角速度、加速度和三维方向,产生九个数据 - x/y/z方向的加速度、x/y/z方向的角速度和x/y/z方向的磁力。它具有高度可配置的线性加速度全量程为±2g/±4g/±8/±16g,磁场全量程为±4/±8/±12/±16G,以及角速度为±245/±500/±2000dps。通过其9轴集成,这个Click板保证了客户的最佳运动性能,使他们能够将其应用于广泛的消费类应用中。这 个Click板通过标准的I2C 2-Wire接口与

MCU通信,以读取数据和配置设置,支持最高400kHz的快速模式操作。此外,LSM9DS1允许使用标记为I2C ADDR的SMD跳线选择其I2C从机地址。LSM9DS1的内部部件具有软件可配置的工作模式。加速度计和陀螺仪有两种工作模式:当只有加速度计处于活动状态,而陀螺仪处于断电模式时,或者当加速度计和陀螺仪传感器同时以相同的ODR活动时。磁传感器有三种工作模式:断电(默认)、连续和单次转换。除了用于建立通信的引脚外,这个板还使用mikroBUS™插座的另外两个引脚,如EN和 INT引脚。INT引脚代表可选择的中断,基于

通过将标记为INT SEL的跳线填充到适当位置所实现的配置。通过选择的配置,LSM9DS1将信息转发到INT引脚,例如加速度计和陀螺仪在超出/低于阈值时的警报、数据就绪或FIFO溢出,以及磁传感器警报。另一方面,通过EN引脚,可以执行外部触发同步/标记,使用三种不同的模式:电平、脉冲或边缘敏感触发。这个Click板只能在3.3V逻辑电压级别下运行。在使用不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压级别转换。此外,它配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

9DOF Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB 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 STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

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
Accel/Gyro Data Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
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

9DOF 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 STM32F410RB 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

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

这个库包含了9DOF IMU Click驱动程序的API。

关键功能:

  • c9dof_read_accel - 通用的加速度计读取函数

  • c9dof_read_gyro - 获取陀螺仪数据的函数

  • c9dof_read_mag - 获取磁力计数据的函数

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 9Dof Click example
 * 
 * # Description
 * This application shows accelerometer, gyroscope
 * and magnetometer axes values.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes GPIO pins, I2C, LOG modules and
 * sets default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Gets accelerometer, gyroscope
 * and magnetometer axes data and LOGs those values.
 * 
 * \author Nenad Filipovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c9dof.h"

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

static c9dof_t c9dof;
static log_t logger;

c9dof_accel_data_t accel_data;
c9dof_gyro_data_t gyro_data;
c9dof_mag_data_t mag_data;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    c9dof_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.

    c9dof_cfg_setup( &cfg );
    C9DOF_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    c9dof_init( &c9dof, &cfg );
    
    c9dof_default_cfg ( &c9dof );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, "              9DOF Click \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------------\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    c9dof_read_accel( &c9dof, &accel_data );
    Delay_ms ( 10 );
    
    c9dof_read_gyro( &c9dof, &gyro_data );
    Delay_ms ( 10 );
    
    c9dof_read_mag( &c9dof, &mag_data );
    Delay_ms ( 10 );
    
    log_printf( &logger, "   Accel    |    Gyro    |    Mag\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, " X = %d | X = %d | X = %d\r\n", accel_data.x, gyro_data.x, mag_data.x );
    log_printf( &logger, " Y = %d | Y = %d | Y = %d\r\n", accel_data.y, gyro_data.y, mag_data.y );
    log_printf( &logger, " Z = %d | Z = %d | Z = %d\r\n", accel_data.z, gyro_data.z, mag_data.z );
    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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