该解决方案精确测量和记录物体速度的变化,使其在机器人技术、汽车安全等领域中具有无价的价值。
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硬件概览
它是如何工作的?
Accel 7 Click 基于Rohm Semiconductor的KXTJ3-1057,这是一款具有±2g / ±4g / ±8g / ±16g范围的三轴数字加速度计。该传感器采用基于差分电容的先进加速度感应方法。集成的MEMS,由专有的Kionix技术生产,由两个板组成。其中一个固定在基板上,而另一个可以沿单轴自由移动。加速度引起这些板之间电容的变化,然后由集成的ASIC处理。ASIC集成了一个电容-电压放大器,将MEMS传感器的差分电容转换为模拟电压,用作低噪声A/D转换器(ADC)的输入。集成的ASIC还包含逻辑部分,用于设置KXTJ3-1057的所有操作参数,如数据速率、滤波设置、中断、ADC分辨率等。ASIC还集成了一个OTP存储器,包含每个电源复位(POR)周期中使用的校准参数和其他设备特定设置。ADC可以以8位、12位或14位分辨率运行。这允许管理功耗,因为较低的分辨率通常允许较少的功耗。功耗也受输出数据速率值(ODR)影响。ODR值超过400Hz会强制高分辨率模式(14位),因此随着ODR从
0.781Hz变化到1600Hz,功耗呈指数上升。ADC分辨率以及KXTJ3-1057 IC的其他操作参数可以通过使用两个配置寄存器进行调整。某些选项只能在IC处于待机模式时更改。加速度范围可以从±2g选择到±16g。ADC分辨率的选择与某个加速度范围的计数数量直接相关。例如,使用8位ADC分辨率和±2g范围意味着从-2g到+2g的整个范围将由255个值覆盖,从-127到+127。因此,127的输出将等于2g加速度(更准确地说,1.984g)。KXTJ3-1057的数据手册提供了一套全面的表格,包含这些设置。然而,Accel 7 click配有包含简单使用功能的库,这些功能简化了加速度测量。中断引擎允许在专用INT引脚上报告中断。有多个中断状态寄存器,允许读取组合和单个事件。这允许INT引脚更灵活地使用。根据设置,可以脉冲和锁存此引脚。锁存时,它将保持断言,直到读取特定寄存器(数据手册中的INT_REL)。脉冲操作将在此引脚上产生短脉冲,但状态位将保持设置,直到读取INT_REL寄存器。非锁
存模式允许状态位自动清除,因此无需读取INT_REL寄存器。KXTJ3-1057的一个显著特点是,当加速度测量值超过存储在唤醒阈值寄存器中的值时,它可以生成唤醒(运动检测)中断。在这种情况下,中断状态寄存器中的一个位将指示发生了唤醒事件。唤醒中断具有去抖动计数器:如果加速度值超过阈值并在编程的计数次数内保持在此阈值之上,则会报告中断事件。为了区分两个连续的运动事件,还有一个倒计时计时器,它设置了在另一个唤醒事件可以报告之前的非活动时间间隔。请注意,阈值使用固定的g范围和分辨率,而不管用户设置。每个KXTJ3-1057设备都经过工厂校准,其校准参数存储在一次性可编程存储器(OTP)中。这些参数包括增益校正和偏移校准。在每个POR周期后,这些校准值会自动应用,从而减少输出误差。与所使用的MEMS差分感应技术一起,这将测量误差减少到几乎不可测量的值。内置的自检功能确保Accel 7 click的可靠运行。
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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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Accel 7 Click驱动程序的API。
关键功能:
accel7_get_axis
- 该功能从所需轴寄存器读取两个字节的数据accel7_res_range_cfg
- 该功能计算分辨率和范围值,并在default_cfg()函数中使用accel7_get_interrupt_state
- 该功能读取中断引脚的状态
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 Accel7 Click example
*
* # Description
* This example shows how data from all three axes is collected, processed and later
* displayed in the logger module.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* This is where the logger and the click modules get initialised and configured.
*
* ## Application Task
* This is where the data gets collected, processed and printed out.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "accel7.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static accel7_t accel7;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( )
{
log_cfg_t log_cfg;
accel7_cfg_t cfg;
uint8_t resolution = ACCEL7_DATA_RESP_14bit;
uint8_t range = ACCEL7_RANGE_8g;
/**
* 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.
accel7_cfg_setup( &cfg );
ACCEL7_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
accel7_init( &accel7, &cfg );
accel7_default_cfg( &accel7, resolution, range );
Delay_ms( 100 );
}
void application_task ( )
{
int16_t x_axis;
int16_t y_axis;
int16_t z_axis;
x_axis = accel7_get_axis( &accel7, ACCEL7_AXIS_X );
y_axis = accel7_get_axis( &accel7, ACCEL7_AXIS_Y );
z_axis = accel7_get_axis( &accel7, ACCEL7_AXIS_Z );
log_printf( &logger, "X axis: %d\r\n", x_axis );
log_printf( &logger, "Y axis: %d\r\n", y_axis );
log_printf( &logger, "Z axis: %d\r\n", z_axis );
log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
Delay_ms( 1000 );
}
void main ( )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END