MPU-6050部分中文资料

1、MPU-6050机动战士1 MPU-6050简介MPU-60X0是世界上第一个9轴运动处理传感器。 它将三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度校准、可扩展的数字运动处理器DMP (数字运动处理器)集成到一起，并且可以通过I2C接口连接第三方数字传感器，例如，磁场力校准。 扩展后，可通过I2C或SPI接口输出9轴信号(SPI接口仅在MPU-6000中可用)。 MPU-60X0还可以通过其I2C接口连接非惯性数字传感器(如压力传感器)。MPU-60X0在陀螺和加速度校准上分别使用3个16二进制位的ADC，并将该校准后的计程仪量转换为可输出的数码量。 传感器的测量范围可以由用户控制，以便准确地跟踪高速

2、和低速运动，陀螺仪的可测量范围是250、500、1000、2000/秒(dps )，加速度校正的可测量范围是2、4、8、16g。片上1024字节的FIFO可降低系统的电功耗。 与所有解老虎钳暂存器的通讯采用400kHz的I2C接口或1MHz的SPI接口(SPI仅MPU-6000可用)。 对于需要高速传输的应用程序，可以使用20MHz的SPI读取和中断暂存器。另外，芯片上内置有温度传感器和工作环境下仅变动1%的震荡器。 芯片尺寸440.9mm，采用QFN封装(无引线方式封装)，最大可承受10000g的冲击，有可编程的低通滤镜。关于电源，MPU-60X0可以通讯端口定VDD范围2.5V5%、3.0

3、V5%或3.3V5%。 此外，MPU-6050还包括为I2C输出提供逻辑电平的VLOGIC引脚。 v逻辑电压最好是1.85%或VDD。2 .应用领域航空信号技术(保密工作/身份验证)l TouchAnywhere技术(“非接触”UI应用程序控制/导航仪表)l motion命令技术(手势快捷方式)启用l运动的男同性恋和应用框架l InstantGestureiG手势识别基于l位置服务兴趣点、航迹推算l大哥大和便携式男同性恋l各自的男同性恋指令支重轮l 3d网路遥控器、定径套掌门人盒、3 d滑鼠l可穿戴式传感器对健康、健身和运动l玩具三大特征以数字方式输出6或9轴旋转矩阵、“四元数”(quater

4、nion )和“欧拉角格式”(Euler Angle forma )的融合运算数据。 131 LSBs/sec灵敏度和全单元传感范围为250、500、1000和2000/sec的三轴角速度传感器(回转仪)。可进行计程仪程序控制，程序控制范围为2g、4g、8g、16g的3轴加速器。 消除加速器和陀螺轴之间的灵敏度，减少设定带来的影响和传感器的浮动。数字运动处理(DMP : digitalmotionprocessing )引擎可减少复杂的融合运算数据、传感器同步化、姿势传感等负荷。 运动处理数据库通讯端口Android、Linux、Windows中内置的运行时间偏差和磁力仪校准运算技术，客户不再

5、需要另行校准。 用数字输出的温度传感器支持数字输入的同步大头针(Sync pin )网络视频电子摄影图片稳定化技术和GPS可编程控制的中断(interrupt )姿势识别、摇镜头、画面放大缩小、滚动、俯冲中断、high-G中断、零动作传感、触摸VDD供电电压为2.5V5%、3.0V5%、3.3V5%； VDDIO为1.8V 5%陀螺生物电流： 5mA，陀螺待机电流： 5uA； 加速器生物电流： 500uA，加速器省电模式电流： 40uA10Hz高度400kHz高速模式的I2C，或最大20MHz的内置SPI串行男公关接口的震荡器在工作温度范围内只有1%的频率变化。 可选的外部时钟输入32.768

6、kHz或19.2MHz。6 .电气特性6.1陀螺仪规格VDD=2.375V-3.46V，v逻辑(仅限MPU-6050 )=1.8v5%或vdd，TA=25C6.2加速度修正规格VDD=2.375V-3.46V，v逻辑(仅限MPU-6050 )=1.8v5%或vdd，TA=25C6.3电气特性和一些一般规格VDD=2.375V-3.46V，v逻辑(仅限MPU-6050 )=1.8v5%或vdd，TA=25C6.4 I2C时间节点特性6.5额定最大级7 .使用说明书7.1端子输出和信号说明7.2典型的控制电路7.3使用的电容器规格去老虎钳标签条规格数校准滤波器容量(Pin 10) C1蜂窝混合双打

7、，X7R，0.1uF10%，2V 1VDD旁路电容器(Pin 13) C2蜂窝混合双打、X7R、0.1uF10%、4V 1电荷泵容量(Pin 20) C3陶瓷、X7R、10uF10%、50V 1v逻辑旁路电容器(Pin 8) C4蜂窝混合双打、X7R、10uF10%、4V 17.4开机过程的建议1.v逻辑振幅必须是VDD振幅2. VDD上升时间(TVDDR )在实际值的10%到90%之间3. VDD上升时间(TVDDR)100ms4. VLOGIC上升时间(TVLGR )在实际值的10%到90%之间5.v逻辑上升时间(TV lgr )3毫秒6. TVLG-VDD是从VDD开始到VLOGIC开始

8、的时间7. VDD和VLOGIC必须是单调的边缘7.5系统构成图7.6数字运动处理器(DMP )DMP接收并处理来自陀螺、加速度校准及外接传感器的数据，处理结果可从DMP暂存器读出，或通过FIFO缓冲技术。 DMP有权使用MPU的外部大头针产生中断。7.7主要I2C和SPI接口MPU-60X0使用I2C或SPI接口和芯片连接，始终作为从站。 连接主站的逻辑电平通过VLOGIC引脚(MPU-6050 )或VDD引脚(MPU-6000 )设定。 I2C的Slave地址的最低位二进制位(LSB )通过Pin9(AD0 )进行设定。7.8辅助I2C连接器可以外接磁场力修正和其他传感器。 有I2C主模式

9、的两个运作模式。 此时，MPU-60X0作为主星空卫视设备与外置传感器通讯。 Pass-Through Mode (通过模式)，在本例中仅用作连接，使MPU和外部传感器可以与芯片通讯到云同步。7.9自检自测可用于测试传感器的机械和电气结构。 每根测量轴的自检可以通过设定特罗尔暂存器GYRO_CONFIG和ACCEL_CONFIG的相关二进制位进行。 自检开始后，电路使传感器工作，生成输出信号。使用7.10I2c接口的9轴传感器牛鼻子在下图中，“系统芯片”(System Processor )用作MPU的主星空卫视解老虎钳，而“MPU”用作外指南针传感器的主星空卫视解老虎钳。 但是，MPU作为I

10、2C主星空卫视设备的能力有限，需要系统芯片等的通讯端口。8 .程序设计师中断MPU-60X0有可编程的中断系统，可使INT的脚发出中断信号。 状态标志指示中断的源。 下图显示了一些中断源的列表8.1自由下落中断(空闲中断)通过检测三个轴上的加速度测量值在预定阈值内的有木有来判断自由下落运动。 对于每个采样值，如果未达到阈值则忽略。 达到阈值时，发生自由落体中断，发生标志二进制位。 在计数器变为0之前，标志不清晰。 计数器的可取值范围在0和规定的阈值之间。可通过FF_THR暂存器正确设定阈值至1mg。 用FF_DUR暂存器将持续时间设定到1ms。使用MOT_DETECT_CTRL暂存器，设施可以

11、使用无效的采样值将计数器清零，或以1、2或4的量进行衰减。下图显示了轴上的加速度测量、采样计数器和自由落体标志。8.2运动中断类似于自由下落的中断。为了消除由重力引起的误差，加速度校正的测量都将通过可配置的数字高通滤波器(DHPF )。 如果通过高通滤波器后的值大于预定阈值，则认为该值有效。 每个有效的采样值在计数器上加1，对无效的值在计数器上减1。 计数器值达到使用者设定的计数阈值时，触发器运动中断。 产生运动中断的坐标轴及其方向可由暂存器MOT_DETECT_STATUS读出。 与自由落体中断相似，运动中断也有能够设定的加速阈值暂存器MOT_THR，正确地为1mg，计数阈值暂存器MOT_D

12、UR，正确地为1ms。 同样，还有用于设定游隙率、MOT_DETECT_CTRL的信号发送器。8.3静止中断(zero motion中断)静止中断也采用了与数字高通滤波器(DHPF )相同的阈值计数机制。 每个轴的测量值通过DHFT后，必须在预先设定的阈值以下，可通过ZRMOT_THR暂存器设定。 由此，计数器值加1，达到ZRMOT_DUR中设定的计数器阈值时发生静止中断。 与自由下落中断和运动中断不同，首次检测到静止时和不再检测到静止时触发器静止中断。 自由落体中断和运动中断的标志二进制位在读出后清零，从暂存器MOT_DETECT_STATUS读出静止标志二进制位后不清零。9 .时订9.1内

13、部时订机构MPU-60X0具有灵活的时钟机制，内部同步电路可以使用内部或外部时钟源。内部同步电路包括信号协调器、ADC、DMP和各种控制电路与暂存器，并且其时钟可以由一个片上PLL生成。允许的内部时钟源：内部缓和震荡器陀螺仪的任一轴(包括工作温度下漂移1%的MEMS震荡器)允许的外部时钟源： 32.768kHz方波 19.2MHz方波时钟源的选择考虑外部时钟是否有效、功率损耗、时钟精度等因素。 例如，如果功率损耗是主要考虑因素，并且当在DMP中处理加速度校正数据时关闭回转仪定，则希望选择内部震荡器定作为时钟。 陀螺仪在工作时，由于当时有时间修正，可以保证更好的时间修正精度。首次启动MPU-60

14、X0时，在系统设置准备使用其他时钟源之前，必须使用内部时钟。 因此，例如为了使用MEMS震荡器，需要等待至稳定地动作。9.2传感器数据暂存器传感器数据信号发送器包含最新的陀螺仪、加速度校准、外置传感器和温度数据，是只读的，通过串行口连接。 您可以随时读取数据，并且可以使用中断函数设置新数据可用的时间节点。9.3国际足联MPU-60X0包含1024字节的FIFO暂存器。 FIFO配置暂存器决定陀螺仪、加速度修正、温度、外部传感器、FSYNC输入可选择的数据。 FIFO计数器可以跟踪存储在FIFO中的字节数。9.4中断通过中断设定暂存器进行设定。 可设定的项目有INT引脚设定、中断off和清除方法

15、、中断触发器。 可触发中断的上通告有： (1)切换时钟源(2)DMP完成(3)有可读取的新数据(来自FIFO和数据暂存器) (4)加速度修正的中断(5)MPU-60X0未收到外部传感器的响应(辅助I2C男低音)。 中断状态可从中断状态暂存器中读取。9.5数字输出温度传感器芯片上温度传感器可以通过ADC产生数字温度测量信号，并且可以从FIFO或传感器数据暂存器中读出该值。9.6偏压和LDO (低压差线性调节器)偏压和LDO部提供MPU-60X0所需的内部通讯端口、基准电压和基准电流。 两个输入是vdd (2.1v到3.6 v )和v逻辑参考电压(1. 71 v到vdd )，而v逻辑仅适用于MPU

16、-6050。 LDO输出的REGOUT引脚与旁路电容器连接。9.7充电泵板上的电荷泵向MEMS震荡器提供必要的高电压，输出到CPOUT引脚，并连接旁路电容器。10 .数字接口10.1说明内部暂存器在400kHz的I2C接口或1MHz的SPI接口上运行。10.2 I2C连接器包含串行数据线(SDA )和串行摇滾乐线(SCL )的双线式接口。 I2C接口上连接的去老虎钳可进行星空卫视去老虎钳或从站去老虎钳。 马星空卫视解老虎钳将从站地址传递给男低音，从站解老虎钳用与其一致的地址识别马星空卫视解老虎钳。插入系统芯片后，MPU-60X0始终作为从站。 SDA和SCL信号线通常需要在VDD上连接拉伸电阻

17、。 最大男低音速率为400kHz。MPU-60X0的保存地址由b110100X、7二进制位字长度决定，最低位二进制位x由AD0大头针上的逻辑电平决定。 这允许将两个MPU-60X0连接到同一I2C男低音。 在这种情况下，一个去老虎钳的地址是b1101000(AD0是逻辑低电平)，另一个是b1101001(AD0是逻辑高)。10.3 I2C通讯协议开始(s )和结束(p )的标志当SCL线处于高电平时，SDA线从高到低的下降沿是传送开始标志(s )。 在主星空卫视设备发出终止信号(p )之前，男低音状态一直忙碌。 当SCL线处于高电平时，结束标志(p )规定了SDA线从低到高的上升沿数据格式/响应I2C的数据字节定义为8-bits长度，每个传输的总字节数没有限制。 每一发射都必需伴随有从主星空卫视解老虎钳供应时钟的响应(ACK )信号，是通过从从老虎钳发送的真响应信号，而时钟摇滾乐高时，降低SDA值并保持SDA值来实现的。从站delete老虎钳忙时，可以使SCL保持低电平，强制mama