四軸飛行器用的芯片mpu9250中文

1、目錄1.信息41.1 版本歷史4? 翻譯者的話41.2 文檔說明5概述51.31.4 應用領域52 特性62.1 陀螺儀特性6度特性62.22.3 電子羅盤特性62.4 其他特性72.5 應用建議73 電氣特性83.1 陀螺儀參數83.2 度參數93.3 磁力計參數103.4 電氣特性113.4.1 D.C.電氣特性113.4.2 A.C.電氣特性123.4.3 其他特性143.5 I2C 時序特性153.6 SPI 時序特性164 使用說明194.1 引腳功能說明194.2 典型電路204.3 周圍電路元器件.204.4 內部框圖214.5 概述224.6 16 位ADC 三軸陀螺儀信號輸出

2、及調理224.7 16 位 ADC 三軸度信號輸出及調理224.8 16 位 ADC 三軸磁力計信號輸出及調理224.9 運動數字處理引擎（DMP）234.10 主 I2C 及 SPI 通信234.11輔助 I2C通訊234.12 自檢模式244.13 MPU-250 I2C 通信解決方案254.14 MPU-9250 SPI 通信解決方案264.15 時鐘方案264.16 數據寄存器274.17 FIFO 數據緩存區(qū)274.18 中斷功能272 / 414.19 溫度數字輸出284.20 穩(wěn)壓偏置284.21 電荷泵284.22 標準供能方案284.23 電源和復位規(guī)則285 硬件新技術29

3、6 可編程中斷306.1 運動喚醒中斷307 數字接口327.1 I2C 和 SPI 接口327.2 I2C 通信327.3 I2C 通信協(xié)議32I2C 符號說明34SPI 通訊協(xié)議357.47.58 串行接口368.1 I2C 使用方案369 封裝379.1 軸.3710 封裝號39測試4011.1 質量測試標準4011.2 測試方案4012 參考說明41113 / 41信息1.1.1 版本歷史? 翻譯者的話本次的翻譯為 V1.0 翻譯第一版，可能某些地方翻譯不是很準確。如果您有疑議，請發(fā)意見或建議至 terminaterfxy或者在新浪私信出迷者。本人將做不定期的更新。如果有新版本放出，將

4、通過通知，其他方式贖不通知。感謝支持。說明：與此文檔配套的還有 MPU-9250 寄存器手冊中文版。4 / 41時間版本描述12/23/141.0首款 9 軸中文資料 V1.0 版，翻譯 V1.0 版MPU9250 英文資料，造福廣大 9 軸中文開發(fā)及愛好者1.2 文檔說明本說明書只提供基礎的有 3XX1mm。設計及規(guī)格設計的信息。本采用 QFN 封裝，封裝大小只若規(guī)格發(fā)生改變，恕不另行通知。最終效果取決于特性。若想查看寄存器，請查閱寄存器文檔。概述1.3MPU9250 是一個 QFN 封裝的復合（MCM），它由 2 部分組成。一組是 3 軸度還有 3 軸陀螺儀，另一組則是 AKM 公司的 A

5、K8963 3 軸磁力計。所以，MPU9250 是一款 9軸運動跟蹤裝置，他在小小的 3X3X1mm 的封裝中融合了 3 軸度，3 軸陀螺儀以及數字運動處理器（DMP）并且兼容 MPU6515。其完美的 I2C 方案，可直接輸出 9 軸的全部數據。的設計，運動性的融合，時鐘校準功能，讓開發(fā)者避開了繁瑣復雜的選擇和外設成本，保證最佳的性能。本也為兼容其它傳感器開放了輔助 I2C接口，比如連接傳感器。MPU9250 的具有三個 16 位度 AD 輸出，三個 16 位陀螺儀 AD 輸出，三個 6 位磁力計 AD 輸出。精密的慢速和快速運動跟蹤，提供給客戶全量程的可編程陀螺儀參數選擇（±25

6、0，±500，±1000，and±2000 °/秒（dps），可編程的±4g，±8g，±16g，以及最大磁力計可達到±4800uT。度參數選擇±2g，其他業(yè)界領先的功能還有可編程的數字濾波器，40-85時帶高精度的 1%的時鐘漂移， 嵌入了溫度傳感器，并且?guī)в锌删幊讨袛?。該裝置提供 I2C 和 SPI 的接口，2.4-3.6V 的供電電壓，還有單獨的數字 IO 口，支持 1.71V 到 VDD。通信采用 400KHz 的 I2C 和 1MHz 的 SPI，若需要更快的速度，可以用 SPI 在 20MHz

7、的模式下直接傳感器和中斷寄存器。采用 CMOS-MEMS 的制作平臺，讓傳感器以低成本的高性能集成在一個 3x3x1mm 的內，并且能承受住 10，000g 的沖擊。應用領域1.4無需觸碰操作的技術手勢體感位置查找服務等便攜式器設備PS4 或 XBOX 等手柄器3D 電視或機頂盒，3D 鼠標可穿戴的健康智能設備5 / 412 特性2.1 陀螺儀特性三軸陀螺儀的特性：用戶可編量程（±250，±500，±1000 度/秒）三軸（x，y，z）16 位ADC 角速度數字輸出可編程數字低通濾波陀螺儀工作電流：3.2mA 休眠模式電流：8uA出廠靈敏度校準自我檢測度特性2.2

8、三軸度計的特性：用戶可編量程（±2g，±4g，±8g，±16g）三軸 16 位ADC度數字輸出度計正常工作電流：450uA低功耗模式電流：0.98Hz-8.4uA31.25Hz-19.8uA休眠模式電流：8uA 用戶可編程中斷運動中斷喚醒功能自我檢測2.3 電子羅盤特性磁場計的特性：3 軸單片傳感器大量程低功耗高精度14 位（0.6uT/LSB）和 16 位（15uT/LSB）的分辨率輸出最大±4800uT 的測量范圍磁力計的正常工作電流：280uA8Hz內部自我檢測功能6 / 412.4 其他特性MPU250 包含以下的額外特性:輔助 I2C

9、 總線可讀外部其他傳感器（比如9 軸和 DMP 開始工作時耗電 3.5mA VDD 供能電壓范圍 2.4-3.6VVDDIO 為輔助 I2C 設備提供參考電壓目前最薄最小 QEN 設備：3x3x1mm 最小的 9 軸交叉軸傳感器512 字節(jié)的 FIFO 數據緩沖區(qū)數字溫度傳感器可編程的數字濾波器10，000g 防震全寄存器 I2C 通信最快達到 400KHz全寄存器 SPI 通訊達到 1MHz氣壓傳感器）20MHz 的 SPI速度并帶中斷寄存器MEMS 結構晶圓級密封符合 RoHS 綠色環(huán)保要求2.5 應用建議內部自帶的運動處理器可以做運動處理?？删幊讨袛嗫梢杂脕碜龅凸牡氖謩葑R別?？梢詥为氶_

10、啟低功耗 DMP 記而讓主機休眠。7 / 413 電氣特性3.1 陀螺儀參數典型工作電路請參閱 4.2 章節(jié)，VDD =2.5V，VDDIO=2.5V，TA=25，除非另外說明。表 1 陀螺儀規(guī)格8 / 41參數條件最小值典型值最大值全部量程FS_SEL=0±250º/sFS_SEL=1±500º/sFS_SEL=2±1000º/sFS_SEL=3±2000º/s陀螺儀字長16Bits靈敏度FS_SEL=0131LSB/(º/s)FS_SEL=165.5LSB/(º/s)FS_SEL=232.8

11、LSB/(º/s)FS_SEL=316.4LSB/(º/s)靈敏度測試溫度25±3%靈敏度適用溫度范圍-40°C- +85±4%非線性25時最接近直線±0.1%交叉軸靈敏度±2%ZEO 差25°C±5º/sZEO 溫度變化范圍-40°C 到+85°C±30º/sRMS 噪聲DLPFCFG=2 (92 Hz)0.1º/s-rms噪聲密度0.01º/s/Hz陀螺儀采樣頻率252729KHz低通濾波響應可編程范圍5250Hz陀螺儀啟動時間睡眠

12、模式35ms輸出速率可編程，正常模式48000Hz度參數3.2典型工作電路請參閱 4.2 章節(jié)，VDD =2.5V，VDDIO=2.5V，TA=25，除非另外說明。表 2度規(guī)格9 / 41參數條件最小值典型值最大值全部量程AFS_SEL=0±2gAFS_SEL=1±4gAFS_SEL=2±8gAFS_SEL=3±16g陀螺儀字長16Bits靈敏度AFS_SEL=016,384LSB/gAFS_SEL=18,192LSB/gAFS_SEL=24,096LSB/gAFS_SEL=32,048LSB/g靈敏度測試溫度25±3%靈敏度適用溫度范圍-40

13、°C- +85±0.026%/°C非線性25時最接近直線±0.5%交叉軸靈敏度±2%ZEO 差25°C±60º/sZEO 溫度變化范圍-40°C 到+85°C±80º/sRMS 噪聲DLPFCFG=2 (94 Hz)±1.5º/s-rms噪聲密度0.01º/s/Hz低通濾波響應可編程范圍5250Hz靈敏度智能調節(jié)4mg/LSB度儀啟動時間睡眠模式20ms冷啟動，1msVdd 起跳30ms輸出速率低功耗（循環(huán)）0.24500Hz循環(huán)，過載±

14、;15低噪44000Hz3.3 磁力計參數典型工作電路請參閱 4.2 章節(jié)，VDD =2.5V，VDDIO=2.5V，TA=25，除非另外說明。10 / 41參數條件最小值典型值最大值磁力計測量范圍±4800uTADC 字長14Bits靈敏度值0.6uT/LSB零點輸出初始偏差±500LSB3.4 電氣特性3.4.1 D.C.電氣特性典型工作電路請參閱 4.2 章節(jié)，VDD =2.5V，VDDIO=2.5V，TA=25，除非另外說明。表 3 D.C.電氣特性說明：1. 低功耗模式支持的輸出速率：0.24，0.49，0.98，1.95，3.91，7.81，15.63，31.2

15、5，62.50，125，250，500Hz.電流消耗計算方式：電流（uA）=休眠模式電流+更新速率*0.37611 / 41參數條件最小值典型值最大值說明電源電壓VDDVVDDIO1.711.8VDDV電源電流正常模式9 軸，1kHz 陀螺儀，4kHz 加速度，8Hz 磁力速率3.7mA6 軸，1kHz 陀螺儀，4kHz 加速度3.4mA3 軸度，1kHz ODR3.2mA6 軸（度+磁力計），加速度和磁力更新速率 8kHz730uA3 軸度，4kHz ODR450uA3 軸磁力計，8Hz 更新速率280uA度計低功耗模式（其余功能不可用）0.98Hz 的更新速率8.4uA3

16、1.25Hz 更新速率19.8uA空閑狀態(tài)8uA溫度范圍溫度范圍超出范圍參數不再適用-40853.4.2 A.C.電氣特性典型工作電路請參閱 4.2 章節(jié)，VDD =2.5V，VDDIO=2.5V，TA=25，除非另外說明。12 / 41參數條件最小值典型值最大值起跳時間直接起跳,速率是最終值的 10%-90%0.1100ms使用溫度范圍周圍環(huán)境-4085靈敏度333.87LSB/°C偏移210LSB起跳時間（TRAMP）有效功率-復位0.0120100ms寄存器讀啟動時間上電-上升沿11100msI2C 地址AD0=0 AD0=111010001101001VIH 高電平輸入0.7

17、*VDDIOVVIL 低電平輸入0.3*VDDIOVCI 輸入電容<10pFVOH 高電平輸出RLOAD=1M;0.9*VDDIOVVOL1 低電平輸出RLOAD=1M;0.1*VDDIOVVOL.INT1 中斷低電平輸出OPEN=1,0.3mA 灌電流0.1V漏極輸出電流OPEN=1100nAtINT 中斷脈寬時間LATCH_INT_EN=010µsVIL 低電平輸入-0.5V0.3*VDDIOVVIH 高電平輸入0.7*VDDIOVDDIO+0.5VVVhys 遲滯電壓0.1*VDDIOVVOL 低電平輸出電壓3mA 灌電流00.4VIOL 低電平輸出電流VOL=0.4VV

18、OL=0.6V36mAmAVhys 漏極電流輸出100nAVOL1 低電平電壓輸出VDDIO > 2V; 1mA 灌電流00.4VVOL3 低電平電壓輸出VDDIO > 2V; 1mA 灌電流00.2*VDDIOVIOL 低電平電流輸出VOL = 0.4VVOL = 0.6V36mA mA漏極電流輸出100nAtof VIHmax 到 VILmax 下降沿時間Cb 總線電容值 pF20+0.1Cb250ns采樣率Fchoice=0,1,2SMPLRT_DIV=032kHzFchoice=3;DLPFCFG=0 or 7 SMPLRT_DIV=08kHzFchoice=3;DLPFC

19、FG=1,2,3,4,5,6;1kHz表 4A.C.電氣特性13 / 41SMPLRT_DIV=0時鐘頻率誤差CLK_SEL=0, 6; 25°C-2+2%CLK_SEL=1,2,3,4,5; 25°C-1+1%超過溫度后時鐘頻率誤差CLK_SEL=0,6-10+10%CLK_SEL=1,2,3,4,5±13.4.3 其他特性典型工作電路在 4.2 章節(jié)，VDD =2.5V， VDDIO=2.5V，TA=25，除非另外說明。表 5其他特性14 / 41參數條件最小值典型值最大值SPI操作全部寄存器速率低速讀寫100±10%KHz高速讀寫1 ±1

20、0%MHzSPI 只讀中斷寄存器速率20 ±10%MHzI2C 操作頻率全寄存器，快速模式400KHz全寄存器，標準模式100KHz3.5 I2C 時序特性典型工作電路請參閱 4.2 章節(jié)，VDD =2.4-3.6V， VDDIO=1.7V-VDD，TA=25，除非另外說明。參數條件最小值典型最大值說明值I2C 時序I2C 快速模式fSCLSCLK 時鐘頻率400kHztHD.STA,開始 等待時間0.6µstLOWSCL 低電長1.3µstHIGHSCL 高電長0.6µstSU.STA 開始 設置時間0.6µstHD.DATSDA 數據保持時

21、長0µstSU.DATSDA 數據設置時長100nstrSDA SCL 上升沿時間Cb 總線電容值10-400pF300ns20+0.1CbtfSDA SCL 下降沿時間tSU.STO 停止設置時間0.6µstBUF 總線空余時間1.3µsCb 各總線負載電容<400pFtVD.DAT 數據有效期0.9µstVD.ACK 數據確認時間0.9µs表 6I2C 時序特性說明：時序特性適用于主從 I2C 模式溫度電壓等特性與使用環(huán)境等有關I2C 時序邏輯15 / 413.6 SPI 時序特性典型工作電路在 4.2 章節(jié)，VDD =2.4-3.6

22、V， VDDIO=1.7V-VDD，TA=25，除非另外說明。表 7 SPI 時序特性說明：溫度電壓等特性與使用環(huán)境相關SPI 時序特性3.6.1 fSCLK = 20MHz16 / 41參數條件最小值典型值最大值SPI 時序fSCLKSCLK 時鐘頻率0.920MHztLOWSCLK 低電平-nstHIGHSCLK 高電平-ns參數條件最小值典型值最大值說明SPI 時序fSCLKSCLK 時鐘頻率1MHztLOWSCLK 低電平400nstHIGHSCLK 高電平400nstSU.CSCS 等待準備時間8nstHD.CSCS 持續(xù)等待時長500nstSU.SDISDI 等待準備時長11nst

23、HD.SDISDI 持續(xù)等待時長7nstVD.SDOSOD 有效時長Cload = 20pF100nstHD.SDOSOD 持續(xù)時長Cload = 20pF4nstDIS.SDOSOD 無效輸出時間50ns表 8 fCLK = 20MHz說明：1.溫度電壓等特性還與使用環(huán)境有關17 / 41tSU.CSCS 準備時長1nstHD.CSCS 持留時間1nstSU.SDISDI 準備時長0NstHD.SDISDI 持留時間1nstVD.SDOSDO 生效時間Cload = 20pF25nstDIS.SDOSDO 無效輸出25ns3.7 最大額定值大于這些最大額定值很可能會造成性損壞。并且在這種極限

24、條件下很可能會毀壞本身，更別說測到的準確數據了。18 / 41參數符號條件最小值最大值電壓輸入VDD-0.54.0VVDDIO-0.54.0V度0.2ms 持續(xù)時長10，000g溫度工作-40105°C儲能-40125°C靜電耐壓放電2KV電子設備放電250V4 使用說明4.1 引腳功能說明表 9 引腳概述圖 1 QFN 封裝 MPU925019 / 41引腳號引腳名引腳功能1RESV連接 VDDIO7AUX_CL給從 I2C 設備提供主時鐘8VDDIO數字 I/O 口供壓9AD0 / SDOI2C 從機 LSB(AD0)地址;SPI 串口數據輸出(SDO)10REGOUT

25、調節(jié)器引腳，連接濾波電容11FSYNC數字同步輸入幀，若不用請接地12INT中斷數字輸出13VDD電壓供給端18GND地19RESV啥都別接20RESV接地21AUX_DA連接其他 I2C 設備的主機數據口22nCS片選23SCL / SCLKI2C 模式下的 SCL SPI 模式下的 SCLK24SDA / SDII2C 模式下的 SDA SPI 模式下的 SDI2-6，14-17NC什么都別接4.2 典型電路圖 2 MPU-9250 典型電路圖：(a)I2C 模式(b)SPI 模式注意INT 引腳應該接主控的一個 IO 引腳，以便中斷喚醒系統(tǒng)4.3 周圍電路元器件表 10 元器件20 /

26、41元件標號規(guī)格數量濾波電容C1陶瓷, X7R, 0.1µF ±10%, 2V1VDD 旁路電容C2陶瓷, X7R, 0.1µF ±10%, V1VDDIO 旁路電容C3陶瓷, X7R, 10nF ±10%, 4V14.4 內部框圖21 / 414.5 概述MPU-9250 分為以下的模塊和功能：·16 位 ADC 三軸陀螺儀信號輸出·16 位 ADC 三軸度信號輸出·16 位 ADC 三軸磁力計信號輸出·運動數字處理引擎·主 SPI 及 I2C 通信·輔助 I2C·時鐘方案

27、·數據寄存器·FIFO 緩沖區(qū)·中斷功能·溫度數字輸出通信·9 軸均可自我校準·穩(wěn)壓偏置·電荷泵4.6 16 位 ADC 三軸陀螺儀信號輸出及調理MPU-9250 陀螺儀是由三個檢測 X,Y,Z 軸的 MEMS 組成。利用科效應來檢測每個軸的轉動（一但某個軸發(fā)生變化，相應的電容傳感器會發(fā)生相應的變化，產生的信號被放大，調解，濾波，最后產生個與角速率成正比的電壓， 然后將每一個軸的電壓轉換成 16 位的數據）。各種速率（±250, ±500, ± 1000, or ±2000°

28、/s）都可以被編程。ADC 的采樣速率也是可編程的，從每秒3.9-8000 個，用戶還可選擇是否使用低通濾波器來濾掉多余的雜波。4.7 16 位 ADC 三軸度信號輸出及調理MPU9250 的三軸度也是單獨測量的。根據每個軸上的電容來測量軸的偏差度。結構上降低了各種因素造成的測量偏差。當被置于平面上的時候，它會測出在 X 和 Y 軸上為 0g，Z 軸上為 1g 的重力度。度計的校準是根據工廠的標準來設定的，電源電壓也許和你用的不一樣。每一個傳感器都有專門的 ADC 來提供數字性的輸出。輸出的范圍是通過編程可調的±2g, ±4g, ±8g, or ±16g

29、4.816 位 ADC 三軸磁力計信號輸出及調理三軸磁力計采用高精度的效應傳感器，通過驅動電路，信號放大和計算電路來處理信號來地磁場在 X，Y，Z 軸上的電磁強度。每個 ADC 均可滿量程（±22 / 414800 µT）輸出 16 位的數據。4.9 運動數字處理引擎（DMP）運動數字處理引擎（DMP）位于 MPU9250 內部，可以直接處理數據，減少了主控的任務。你只需要把所得到的度，陀螺儀，磁場值甚至外置的傳感器的值直接給它即可。然后直接從他的寄存器計算好的值就行，或者直接把算好的值存入 FIFO 緩沖器。DMP 有個中斷引腳，可做來喚醒你的主控。DMP 主要是來你主的

30、工作任務。一般的運行速率達到 200Hz，可保證高速率和高精度。即使這樣，主在就算只有5Hz 的速率下與其通信的運速度可以達到200Hz。DMP 可以節(jié)能，而且對節(jié)約軟件結構，節(jié)約程序運行時間還是非常重要的。4.10 主 I2C 及 SPI 通信MPU-9250 具有 I2C 和 SPI 通信的功能。當做從機通訊的時候，I2C 從機的地址的 LSB 是由第9 引腳決定的，也就是AD0。4.11輔助 I2C通訊MPU-9250 有個和輔助 I2C通信的功能，這個功能有 2 個模式: I2C 主機模式：講MPU250 作為主機直接與從機通過 I2C 通信。 通過模式：主控直接通過 I2CMPU92

31、50 和外設。 說明：如果不用輔助的功能請不要連接 AUX_DA 和 AUX_CL輔助 I2C 總線運行模式：I2C 主模式：MPU-9250 直接傳感器的寄存器，比如磁力計。在這個模式下，MPU-9250 可以不需要主控而直接輔助的寄存器。例:在 I2C 主模式下，MPU-9250 可以設置成，然后返回如下的數據： X Y Z軸軸軸磁力計值（2 字節(jié)） 磁力計值（2 字節(jié)） 磁力計值（2 字節(jié)）I2C 主模式甚至可以被設置成從 4 個輔助傳感器中傳感器都支持這種讀寫模式。24 字節(jié)。大約有 1/5 的通行模式：讓外部主控做主機，直接輔助（AUX_DA 和 AUX_CL）和 9250的通信。這

32、種模式下，MPU250 現在是直接連接在 I2C 總線上。輔助的功能不能再用了。AUX_DA 和 AUX_CL通行模式對于設置外部傳感器還是非常重要的，甚至可以在不用 MPU9250 的時候只讓外部傳感器工作，以降低 MPU9250 的功耗。并且還可以對 9250 進行數據操作。通行模式還可以讓主機直接0x0CAK963 磁力計，這時 AK8963 作為從機的地址是23 / 41輔助 I2C 總線的邏輯電平對于 MPU9250 來說，輔助 I2C 的邏輯電平是 VDDIO 提供的，如果想獲取邏輯電平的信息，請參考 10.2 章。關于4.12 自檢模式如需知道關于自檢的功能請參考寄存器說明書。自

33、檢包括對物理部分和機械部分的自檢。每個軸的自檢測試可以由自檢寄存器來啟動（寄存器 13-16）。自檢的時候，傳感器會產生一個信號。我們只需要自檢響應時間：這個信號就可以自檢情況。自檢響應時長 =傳感器使能自檢耗時 傳感器不自檢耗時自檢出的值只要在適當范圍內，即視為通過。否則視為不通過。推薦用應美盛的自帶軟件檢測。細節(jié)請關注應美盛說明。24 / 414.13 MPU-250 I2C 通信解決方案下圖的方案是采用 MPU9250 為主控的I2C 通信來從機。對第來說 9250 是他的 I2C 主機。9250 作為 I2C 的主控有局限性，這要取決于系統(tǒng)對傳感器的初始配置。I2C的 SDA 和 SC

34、L 是復用口，主控可以通過它直接和輔助傳感器通信(AUX_DA 和 AUX_CL)。一旦輔助傳感器被主控配置，復用功能不能再用，但是主控可以通過輔助 I2C 口讀取到第的數據。中斷腳必須連接系統(tǒng)的 GPIO 引腳，這樣我們就可以從喚醒系統(tǒng)。25 / 414.14 MPU-9250 SPI 通信解決方案下圖方案中，主控是MPU-9250 的主機。SPI 通信需要用到CS，SDO，SCLK 和 SDI 信號。因為這些引腳有和 I2C 的引腳，所以在這個模式下，設備不能和輔助 I2C 設備通信。9250 作為 I2C 的主控有局限性，這要取決于系統(tǒng)對傳感器的初始配置。I2C 的 SDA 和 SCL

35、是復用口，主控可以通過它直接和輔助傳感器通信(AUX_DA 和 AUX_CL)。當 MPU-9250 與主控使用 SPI 通信的時候，可以通過 I2C 從機單字節(jié)讀寫配置輔助傳感器。一旦外部傳感器被配置，MPU-9250 就可以通過 I2C 來進行單字節(jié)或多字節(jié)的配置了。的結果可以通過從機的 0-3器寫入 FIFO 緩沖區(qū)中斷引腳 INT 建議與主控連接，以便喚醒主。的細節(jié)請參閱寄存器文檔。4.15 時鐘方案MPU-9250 有靈活的時鐘方案，適用于各種內部時鐘源同步電路?？梢詫π盘栠M行信號調理26 / 41和模數轉換器，DMP，以及各種電路和寄存器。片上PLL各種輸入的時鐘信號。兼容的內部時

36、鐘源信號：·內部振蕩器·X,Y,Z 軸產生的振蕩（過熱會對 MEMS 傳感器的振蕩器造成 1%的誤差）供電量和時鐘決定了內部振蕩的頻率，有可能會根據運行方式而改變。運行的方式完全取決于你現在啟用的功能。舉個例子，我們現在不管做什么都提倡低功耗，用戶可以只開 DMP 功能計算度計而不開陀螺儀。這種情況下，我們就選擇內部振蕩器來作為時鐘信號。當然，在其他模式的情況下我們也可以去選擇更為精準的陀螺儀振蕩器來做時鐘。時鐘的精準性對于距離和角度的計算影響是非常大的。（其他處理器亦是如此。）當然，在初次使用傳感器的時候，默認還是使用內部的時鐘，除非你用程序后期配置。在MEMS 在穩(wěn)定之

37、前還是一直用的都是內部的時鐘。4.16 數據寄存器數據寄存器是只讀寄存器，他們存放了剛剛被測量出來的度，陀螺儀，磁力計，輔助傳感器以及溫度的值。這些寄存器可以通過串行接口隨時被。4.17 FIFO 數據緩存區(qū)MPU-9250 包含了一個容量有 512 字節(jié)的 FIFO 寄存器。FIFO 配置寄存器決定了哪些數據被寫入了 FIFO 緩沖區(qū)。有可能是度值，陀螺儀的值，溫度的值或輔助傳感器的值，甚至FSYNC 引腳輸入信號。有個叫 FIFO 計數器的家伙會負責可以隨時讀它。這個中斷功能是告訴你有新數據可以讀了。的細節(jié)請參閱 MPU250 寄存器手冊。FIFO 里面的字節(jié)數量，而且你4.18 中斷功能

38、中斷的功能可以通過配置中斷寄存器來配置。可配置的有：INT 中斷引腳配置，中斷鎖和清除以及中斷觸發(fā)。產生中斷的情況有：(1) 時鐘振蕩改變的時候（通常發(fā)生在切換時鐘源時 4 發(fā)生）(2) 有新數據可讀的時候（FIFO 寄存器內的數據）度的中斷功能（運動喚醒功能）(3)(4) 沒有接收到輔助傳感器數據的時候中斷的狀態(tài)可以從中斷寄存器中。INT 引腳必須和主控的相連以便喚醒休眠中的主機。細節(jié)請參閱寄存器手冊。27 / 414.19 溫度數字輸出這個傳感器功能是用來檢測 MPU9250 的溫度的。你可以從 FIFO 緩沖區(qū)或者寄存器里面這個 ADC 的數值。4.20 穩(wěn)壓偏置是通過自身的電壓和電流來

39、實現穩(wěn)壓和偏置的。他不受 VDD 和 VDDIO 電平的影響，通過旁路電容來輸出。細節(jié)請參閱寄存器手冊。4.21 電荷泵產生振蕩所需的高壓所用。4.22 標準供能方案下表中我們給出了用戶所有的供能方式。說明：1. 模式的功率消耗在電氣特性部分說明。4.23 電源和復位規(guī)則供電不得超過VDD 和 VDDIO，并且 VDD 和 VDDIO 要求比較穩(wěn)定。如表 4 所示，VDD 的最低上升時間是 0.1ms 最多是 100 毫秒。冷啟動后 VDD 上升至穩(wěn)定后 35ms 時，度計才能讀到有效值。熱啟動則是 VDD 穩(wěn)定后 30ms 即可讀出有效數值。磁力計在冷啟動 VDD 穩(wěn)定后7.3ms 才能讀出

40、有效數值。28 / 41方案名稱陀螺儀度磁力計DMP1休眠模式關關關關2待機模式運行關關關3低功耗度計模式關頻寬比關開或關4低噪聲度計模式關開關開或關5陀螺儀模式開關關開或關6磁力計模式關關開開或關7度+陀螺儀模式開開關開或關8度+磁力計模式關開開開或關99 軸模式開開開開或關5 硬件新技術MPU-9250 的一些硬件的功能的啟用與否可以通過簡單的寄存器配置。這些功能最初使用時默認都是關閉的，然后你只需要簡單的配置即可。以后上電即可使用，甚至都不需要主控芯片來。低功耗的四元數算法（三軸陀螺儀或者 6 軸陀螺儀+度）安卓功能（低功耗下的屏幕旋轉算法）檢測手勢功能計運動檢測功能為了保證運動檢測功能

41、的使用，請將 INT 口接在主控說明：安卓的屏幕檢測功能適用于安卓 4.0 版本細節(jié)請參閱 MPU-9250 寄存器說明書。的GPIO 上，以便喚醒主控。29 / 416 可編程中斷該系統(tǒng)的 INT 中斷引腳可產生信號中斷。狀態(tài)標志位可以指示是誰產生的中斷信號，中斷信號也可以單獨被開啟和關閉。中斷源一覽表關于中斷啟動/關閉寄存器，標志寄存器等的相關信息，請參閱 MPU-9250 的寄存器手冊。一些寄存器的功能解釋如下。6.1 運動喚醒中斷MPU-9250 具有運動檢測功能。當傳感器檢測到比你設定值高的軸運動數值的時候就會發(fā)出中斷。下面的框圖將會告訴你，如何配置運動喚醒中斷9250 寄存器手冊。

42、關于寄存器的細節(jié)請參閱MPU請將 INT 引腳連接至主的GPIO 口，以便喚醒系統(tǒng)。30 / 41中斷名產生中斷模塊運動檢測運動模塊FIFO 緩沖區(qū)溢出FIFO數據收發(fā)準備傳感器寄存器I2C 主機錯誤，仲裁失敗I2C 主機I2C Slave 4I2C 主機表 3 運動中斷喚醒配置流程31 / 41運動中斷配置完成開啟循環(huán)模式（度低功耗模式）把 PWR_MGMT_1(0x6B)的 CYCLE 設置為 1設置喚醒頻率：在 LP_ACCEL_ODR(0x1E)寄存器中，設置 Lposc_clksel3:0=0.24Hz500Hz閾值：在 WOM_THR(0x1F)寄存器中，設置 WOM_Thresh

43、old7:0在 1255 之間（01020mg）使能智能度硬件檢測功能：在 MOT_DETECT_CTRL(0x69)寄存器中，將 ACCEL_INTEL_EN 設置為 1 ACCEL_INTEL_MODE 設置為 1使能運動中斷：直接將 INT_ENABLE(0x38)設置成 0x40，以使能運動中斷信號。將度計的 LPF 設置成 184Hz 帶寬：在 ACCEL_CONFIG 2(0x1D)中設置 ACCEL_FCHOICE_B1=1 A_DLPFCFG2:=1(b001)確保度計正常工作：在 PWR_MGMT_1(0x6B)寄存器中設置 CYCLE=0 SLEEP=0 STANDBY=0

44、在 PWR_MGMT_2(0x6C)把 DIS_XA,DIS_YA,DIS_ZA 設置為 0，DIS_XG,DIS_YG,DIS_ZG 設置為 1配置低功耗度模式運動喚醒功能7 數字接口7.1 I2C 和 SPI 接口MPU9250 的內部寄存器和儲存器可以用 400KHz 的 I2C 或者 4 線模式在 1MHz 用 SPI 通訊。接口引腳說明：為了防止從I2C 切換到 SPI 模式，I2C 應該在等待啟動讀寫寄存器后立刻設置。設置 I2C_IF_DIS 寄存器的配置位。此位應該關于 I2C_IF_DIS 位的詳細信息，請參閱 MPU-9250 的寄存器手冊。7.2I2C 通信I2C 是一個

45、雙線案，它有 SDA 和 SCL 兩根線分別傳輸數據和時鐘信號。通常這 2 個接口是雙向的開漏極接口。在連接設備的時候可以做主機或者從機。從機在通訊時，通過地址即可匹配。MPU-9250 通常和通信速度達到 400KHz。連接時作為從機，SDA 和 SCL 通常需要上拉電阻到 VDD，最快MPU-9250 作為從機時的地址為 7 位 110100X（B）。這個地址的 LSB 位由 AD0 引腳的電平確定，這樣就使得一個系統(tǒng)中可以同時連接 2 個 MPU-9250 了。（AD0 為低電高電平 X 則為 1）。X 為 0，7.3I2C 通信協(xié)議開始和停止條件當主機將開始信號在 I2C 總線上初始的

46、時候，表明準備開始通信。開始信號即當 SDA 處在下降沿時，SCL 置高。而當 SDA 產生上升時，SCL 置高，我們視作通訊停止信號。此外，除非再次出現開始信號或停止型號，否則總線一直通信。32 / 41引腳號引腳名引腳功能8VDDIO數字 I/O 口提供電平9AD0/SD0I2C 從機地址 LSB(AD0)；SPI 串行輸出（SD0）23SCL/SCLKI2C 時鐘（SCL）；SPI 時鐘（SCLK）24SDA/SDII2C 數據口(SDA);SPI 數據輸（SDI）開始和停止條件數據傳輸規(guī)則I2C 每幀為 8 位數據位和 1 位（ACK）數據接收方應答位。應答位 ACK 由從機負責拉低，

47、 從機在完整收到地址或數據后拉低 SDA 數據總線，表示正確接收。當從機忙碌無法傳送其他數據的時候它會吧 SCL 拉低，直到有數據輸出，總線。I2C 總線響應位 ACK通信在開始信號發(fā)出后，主機開始發(fā)出 7 個地址位和 1 個讀寫位。讀寫位決定了主從機的讀寫狀態(tài)。然后主機SDA 線，等待從機的 ACK 應答信號。每次數據傳輸后必須跟一位讀寫位。從機應答即是拉低 SDA 到 SCL 高電平周期結束。當主機發(fā)出停止命令時，傳輸就會結束。然后主機重新開始信號繼續(xù)和其他的 I2C 設備通信。當 SDA 出現上升沿并且 SCL 是高電平的時候，就表示停止信號。在通信時所有 SDA 信號的變化都是在 SCL 低電平的時候。33 / 41I2C 時序開始信號和從機的 7 個地址位再加上 1寫 MPU250 的寄存器的方法：主機位的寫入位。當在第 9 個時鐘信號的時候，產生應答。這時，主機輸出寄存器地址，然后從機再次產生 ACK 應答，傳輸過程可以隨時由停止信號停止。ACK 響應后，數據可以繼續(xù)輸入，除非沒有產生停止位。內部