初学者
10 分钟

使用MPU-3250和STM32F410RB跟踪快速和慢速运动

从倾斜到转动

MPU 9DOF Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

MPU 9DOF Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

通过整合精确的移动和旋转检测,彻底改变您的解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MPU 9DOF Click 基于 InvenSense 的 MPU-9250,这是一款 9 轴运动追踪设备,结合了三轴陀螺仪、加速度计、磁力计和一个数字运动处理器™(DMP)。MPU-9250 特点是三个 16 位 ADC 用于数字化各部分(陀螺仪、加速度计和磁力计)的输出,功耗低且性能高。为了精确跟踪快速和慢速运动,MPU-9250 具有用户可编程的全量程陀螺仪范围 ±250、±500、±1000 和 ±2000dps,加速度计范围 ±2g、±4g、±8g 和 ±16g,以及磁力计范围  ±4800μT。嵌入式 DMP 引擎支持先进的运动处理和

低功耗功能,如使用可编程中断的手势识别,以及计步器功能,允许宿主 MCU 在 DMP 维持步数的同时休眠。DMP 从加速度计、陀螺仪和磁力计获取数据并 处理数据,这些数据可以从 DMP 的寄存器读取,或者缓存在一个 512 字节的 FIFO 中。除了所有上述功能,DMP 还可以生成一个中断,路由到 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚,该中断可以唤醒宿主 MCU 从挂起模式。MPU 9DOF Click 允许使用 I2C 和 SPI 接口,I2C 的最大频率为 400kHz,SPI 通信的最大频率为 1MHz。可以通过将标有 SPI I2C 的 SMD 跳线放置在

适当位置来进行选择。请注意,所有跳线的位置必须 在同一侧,否则 Click board™ 可能会无响应。当选择 I2C 接口时,MPU-9250 允许使用标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线选择其 I2C 从机地址的最低有效位(LSB)。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑电平的 MCU 之前,必须执行适当的逻辑电压水平转换。然而,这款 Click board™ 配备了一个包含功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

MPU 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
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
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

MPU 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

此库包含 MPU 9DOF Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • mpu9dof_read_accel - 此功能读取加速度计的 X 轴、Y 轴和 Z 轴。

  • mpu9dof_read_gyro - 此功能读取陀螺仪的 X 轴、Y 轴和 Z 轴。

  • mpu9dof_read_mag - 此功能读取磁力计的 X 轴、Y 轴和 Z 轴。

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 Mpu9Dof Click example
 * 
 * # Description
 * MPU 9DOF Click carries the world’s first 9-axis Motion Tracking device. It comprises two chips: one that contains 
 * a 3-axis accelerometer, a 3-axis gyroscope, and a DMP (digital motion processor); 
 * the other is a 3-axis digital compass.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver enable's - I2C, initialize MPU-9150 XL G & MPU-9150 MAG and start write log.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is a example which demonstrates the use of MPU 9DOF Click board.
 * Measured accel, gyro and magnetometar coordinates values ( X, Y, Z )
 * and temperature value in degrees celsius [ �C ] are being sent to the uart where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart for aproximetly every 1 sec.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mpu9dof.h"

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

static mpu9dof_t mpu9dof;
static log_t logger;

static int16_t accel_x;
static int16_t accel_y;
static int16_t accel_z;
static int16_t gyro_x;
static int16_t gyro_y;
static int16_t gyro_z;
static int16_t mag_x;
static int16_t mag_y;
static int16_t mag_z;
static float temperature;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    mpu9dof_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.

    mpu9dof_cfg_setup( &cfg );
    MPU9DOF_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    mpu9dof_init( &mpu9dof, &cfg );

    Delay_10ms( );
    mpu9dof_default_cfg ( &mpu9dof );
}

void application_task ( void )
{
    mpu9dof_read_accel( &mpu9dof, &accel_x, &accel_y, &accel_z );
    Delay_10ms( );
    mpu9dof_read_gyro( &mpu9dof, &gyro_x,  &gyro_y, &gyro_z );
    Delay_10ms( );
    temperature = mpu9dof_read_temperature( &mpu9dof );
    Delay_10ms( );
    mpu9dof_read_mag( &mpu9dof, &mag_x,  &mag_y, &mag_z );
    Delay_10ms( );

    log_printf( &logger, " Accel X : %d   |   Gyro X : %d   |   Mag X : %d \r\n", accel_x, gyro_x, mag_x );
    log_printf( &logger, " Accel Y : %d   |   Gyro Y : %d   |   Mag Y : %d \r\n", accel_y, gyro_y, mag_y );
    log_printf( &logger, " Accel Z : %d   |   Gyro Z : %d   |   Mag Z : %d \r\n", accel_z, gyro_z, mag_z );
    Delay_10ms( );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    Delay_10ms( );
    log_printf( &logger, "Temperature: %.2f C\r\n", temperature );
    Delay_100ms( );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -\r\n" );
    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

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。