如果你是一名工程师,将一个6轴IMU与一个3轴陀螺仪和加速度计集成在一起,可以让你为各种应用开发精密的运动控制系统。
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硬件概览
它是如何工作的?
6DOF IMU 4 Click基于TDK Invensense的高性能6轴MEMS MotionTracking™ IC,即ICM-20602。它是一款先进的、集成的微电机陀螺仪和加速度计传感器(MEMS)。ICM-20602采用专利的CMOS-MEMS制造平台生产,专门用于MEMS生产及其与相应逻辑部分的集成,在晶片级别上。这样可以以较低的成本实现非常高的集成度和非常小的尺寸。该IC在每个轴上都包含一个独立的加速度计和陀螺仪MEMS。每个MEMS的输出通过单独的Σ-Δ 16位A/D转换器(ADC)进行处理和数字化。三轴陀螺仪MEMS可以编程以在四个不同的转速范围(每角度的度数,DPS)内测量每个轴的旋转:±250、±500、±1000和±2000。三轴加速度计MEMS可以编程以在四个不同的加速度范围内测量每个轴的加速度:±2g、±4g、±8g
和±16g。用户可以根据应用需求选择最佳范围。ICM-20602集成了强大的可编程中断引擎。中断引擎可以为几个中断源(包括FIFO缓冲区溢出、数据就绪、I2C主机错误和I2C从机错误)在中断引脚上生成信号。中断被路由到mikroBUS™的INT引脚。FIFO缓冲区有助于进一步减轻处理负载,为输出数据提供临时存储。MPU6050具有容量为1024字节的FIFO缓冲区。用户可以选择将哪些数据存储在FIFO缓冲区中:陀螺仪数据、加速度计数据、温度读数和辅助传感器读数。一旦FIFO缓冲区满了,它将开始丢弃最旧的数据,允许写入新数据。FIFO缓冲区溢出条件可用于触发中断,提醒主机MCU其状态。通过FSYNC引脚可以与外部数字信号同步。该引脚被路由到mikroBUS™的PWM引脚,标记为SYN。ICM-20602可以被编程以在
FSYNC引脚活动时触发中断。还可以编程信号脉冲在FSYNC引脚上的极性。6DOF IMU 4 click支持SPI和I2C通信接口,使其可以与各种不同的MCU一起使用。通信接口可以通过将分组在COM SEL下的SMD跳线移动到适当位置(SPI或I2C)来选择。当Click board™在I2C模式下运行时,也可以通过SMD跳线配置从器件的从I2C地址。用于设置最低有效位(LSB)的SMD跳线标记为ADD SEL。当设置为1时,7位I2C从机地址变为0b1101000x。如果设置为0,则地址变为0b1101001x。最后一位(x)是R/W位。此Click board™使用了I2C和SPI通信接口。它设计为仅使用3.3V逻辑电平。在将Click board™与逻辑电平为5V的MCU一起使用之前,应执行适当的逻辑电压级转换。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G431RB 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)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32k
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
该库包含6DOF IMU 4 Click驱动程序的 API。
关键功能:
c6dofimu4_set_sync_pin
- 同步引脚设置函数c6dofimu4_get_data
- 数据获取函数c6dofimu4_set_fsr
- 满量程设置函数
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 c6DofImu4 Click example
*
* # Description
* This application measures gyroscopic, accelerometer, and temperature data.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes I2C interface and performs a device reset and configurations.
*
* ## Application Task
* Waits until data is ready and then reads the all data registers,
accelerometer, gyroscope and temperature data, and shows results to the uart terminal every 500ms.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "c6dofimu4.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static c6dofimu4_t c6dofimu4;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
c6dofimu4_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.
c6dofimu4_cfg_setup( &cfg );
C6DOFIMU4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
c6dofimu4_init( &c6dofimu4, &cfg );
c6dofimu4_reset( &c6dofimu4 );
c6dofimu4_default_cfg( &c6dofimu4 );
Delay_ms ( 200 );
log_printf( &logger, "** 6DOF IMU 4 is initialized **\r\n" );
}
void application_task ( void )
{
c6dofimu4_axis_t accel_data;
c6dofimu4_axis_t gyro_data;
uint8_t data_ready;
int8_t temperature;
data_ready = c6dofimu4_get_status( &c6dofimu4, C6DOFIMU4_DATA_RDY_INT_MASK );
while ( data_ready != C6DOFIMU4_DATA_RDY_INT_OCCURED )
{
data_ready = c6dofimu4_get_status( &c6dofimu4, C6DOFIMU4_DATA_RDY_INT_MASK );
}
c6dofimu4_get_data( &c6dofimu4, &accel_data, &gyro_data, &temperature );
log_printf( &logger,"** Accelerometer values :\r\n" );
log_printf( &logger, "* X-axis : %.2lf g ", accel_data.x );
log_printf( &logger, "* Y-axis : %.2lf g ", accel_data.y );
log_printf( &logger, "* Z-axis : %.2lf g ", accel_data.z );
log_printf( &logger,"\r\n" );
log_printf( &logger,"** Gyroscope values :\r\n" );
log_printf( &logger, "* X-axis : %.2lf dps ", gyro_data.x );
log_printf( &logger, "* Y-axis : %.2lf dps ", gyro_data.y );
log_printf( &logger, "* Z-axis : %.2lf dps ", gyro_data.z );
log_printf( &logger,"\r\n" );
log_printf( &logger, "** Temperature value : %d C\r\n", temperature );
log_printf( &logger,"------------------------------------------------- \r\n" );
Delay_ms ( 500 );
}
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
类别:运动