使用STM32开发板连接ICM-45686传感器模块的方法

旧乡故客

电子元器件产品技术的更新迭代速度快，惯性测量单元也是如此。TDK公司作为国际上领先的惯性测量单元生产设计提供商，发布了多款产品，从之前MPU6050、ICM-20602，到ICM-42688、ICM-45686等，性能越来越强。ICM-45686作为TDK InvenSense公司最新推出的一款超高性能六轴MEMS运动传感器，采用独特的BalancedGyro技术，可实现极佳的抗震和温度稳定性性能，并提供超低功耗。该传感器包括片上嵌入式APEX运动功能：计步器、倾斜和轻击检测、自由落体检测、超低功耗运动唤醒和运动检测。

在本篇帖子中，我们将主要介绍使用NUCLEO-G070开发板通过SPI方式读取YBX-ICM45686模块的数据，实现读取加速度计和陀螺仪的原始数据。

所需的组件

●  NUCLEO-G070开发板

●  YBX-ICM45686六轴惯性测量单元模块（淘宝链接）

●  连接跳线

●  USB线缆

●  STM32CubeMX工具

●  友善串口调试助手

YBX-ICM45686六轴惯性测量单元模块

YBX-ICM45686模块是一板科技推出的模块扩展板，采用TDK InvenSense 6轴MEMS运动传感器ICM-45686。该运动传感器是一款高性能双接口 (UI + AUX) 六轴MEMS运动跟踪器件。ICM-45686支持此IMU类中最低的陀螺仪和加速度传感器噪声，并且具有最高的温度、冲击或弯曲引起的偏移稳定性，以及对带外振动引起的噪声的免疫力。其他业界领先的功能包括用于手势识别、活动分类和计步器的片上APEX运动处理引擎，以及可编程数字滤波器和嵌入式温度传感器。

该模块加速度传感器同时支持SPI和I2C接口方式，板载电源LDO，支持3.3V和5V电源输入。

硬件连接

YBX-ICM45686传感器模块连接到NUCLEO-G070RB的SPI1接口，对应的引脚分别是PA5（SCK）、PA6（MISO）和PA7（MOSI），片选引脚CSB连接到PB0。模块的VCC连接到+5V引脚，GND引脚连接到NUCLEO-G070RB的任意GND引脚。

使用跳线按照以上示例图连接模块和开发板。

STM32CubeMX工具配置

STM32CubeMX工具是ST提供的一个免费的软件配置工具，它提供了一些工程模板，可以快速创建基于MCU、开发板以及示例程序的工程。使用该工具，我们可以快速新建一个基于NUCLEO-G070开发板的工程。

首先打开STM32CubeMX工具，点击ACCESS TO BOARD SELECTOR，在弹出的界面中找到NUCLEO-G070RB开发板，然后点击右上角的Start Project。

在Pinout布局中，已经初始化好RCC、Debug、UART2、LED等外设。

我们使用SPI1外设连接传感器模块，设置SPI1的模式为Full Duplex Master，将A5、PA6和PA7分别设为SPI1_SCK、SPI1_MISO和SPI1_MOSI。然后将PB0定义为CS输出。然后根据手册中的SPI时序图，设置SPI通讯的参数。

注意，SPI的时钟频率不能超过12MHz。

最后，生成基于Keil MDK的工程文件。

驱动文件

TDK提供了基于ICM-45686的驱动文件和示例代码，可以在Github进行下载：motion.mcu.icm45686.driver。也可以在TDK的官网页面下载。

代码

TDK的驱动文件中包含多个示例代码，我们选择基于basic_read_registers代码进行移植，该代码采用API函数直接读取寄存器的方式采集数据，中断标志位置位时读取数据。以下是代码：

1. printf("\nICM45686 SPI Test\n");
   
2.   printf("Bolgen Studio\n");
   
3. 
   
4.   /* Initialize MCU hardware */
   
5.   rc |= setup_mcu();
   
6.   SI_CHECK_RC(rc);
   
7. 
   
8.   INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "###");
   
9.   INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "### Example Read registers (using basic API)");
   
10.   INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "###");
    
11. 
    
12.   /* Reset commands interface states */
    
13.   print_si  = 1;
    
14.   print_lsb = 0;
    
15.   accel_en  = 1;
    
16.   gyro_en   = 1;
    
17.   use_ln    = 1;
    
18. 
    
19.   rc |= setup_imu();
    
20.   SI_CHECK_RC(rc);
    
21. 
    
22.   /* Reset timestamp and interrupt flag */
    
23.   int1_flag      = 0;
    
24.   int1_timestamp = 0;
    
25. 
    
26.   uint64_t              timestamp;
    
27.   inv_imu_sensor_data_t d;
    
28.   float                 accel_g[3];
    
29.   float                 gyro_dps[3];
    
30.   float                 temp_degc;
    
31.   inv_imu_int_state_t   int_state;
    
32.         
    
33.   /* USER CODE END 2 */
    
34. 
    
35.   /* Infinite loop */
    
36.   /* USER CODE BEGIN WHILE */
    
37.   while (1)
    
38.   {
    
39.     /* USER CODE END WHILE */
    
40. 
    
41.     /* USER CODE BEGIN 3 */
    
42. 
    
43.     /* Retrieve timestamp */
    
44.     timestamp = int1_timestamp;
    
45. 
    
46.     /* Read interrupt status */
    
47.     rc |= inv_imu_get_int_status(&imu_dev, INV_IMU_INT1, &int_state);
    
48.     SI_CHECK_RC(rc);
    
49. 
    
50.     if (int_state.INV_UI_DRDY)
    
51.     {
    
52.       rc |= inv_imu_get_register_data(&imu_dev, &d);
    
53.       SI_CHECK_RC(rc);
    
54. 
    
55.       /*
    
56.        * Convert data to SI units
    
57.        * Accel and gyro data are coded as 16-bits signed (max_lsb = 2^(16-1) = 32768) with
    
58.        * the configured FSR (4 g and 2000 dps, see `setup_imu()` function).
    
59.        * Temperature is coded as 16-bits signed with a scale factor of 128 and an offset
    
60.        * of 25 ?.
    
61.        */
    
62.       accel_g[0]  = (float)(d.accel_data[0] * 4 /* gee */) / 32768;
    
63.       accel_g[1]  = (float)(d.accel_data[1] * 4 /* gee */) / 32768;
    
64.       accel_g[2]  = (float)(d.accel_data[2] * 4 /* gee */) / 32768;
    
65.       gyro_dps[0] = (float)(d.gyro_data[0] * 2000 /* dps */) / 32768;
    
66.       gyro_dps[1] = (float)(d.gyro_data[1] * 2000 /* dps */) / 32768;
    
67.       gyro_dps[2] = (float)(d.gyro_data[2] * 2000 /* dps */) / 32768;
    
68.       temp_degc   = (float)25 + ((float)d.temp_data / 128);
    
69. 
    
70.       /* Print data in SI units */
    
71.       if (print_si)
    
72.       {
    
73.         char accel_str[40];
    
74.         char gyro_str[40];
    
75.         char temp_str[20];
    
76. 
    
77.         if (accel_en && (discard_accel_samples == 0) &&
    
78.             (d.accel_data[0] != INVALID_VALUE_FIFO) &&
    
79.             (d.accel_data[1] != INVALID_VALUE_FIFO) &&
    
80.             (d.accel_data[2] != INVALID_VALUE_FIFO))
    
81.           snprintf(accel_str, 40, "Accel:% 8.2f % 8.2f % 8.2f g", accel_g[0],
    
82.                    accel_g[1], accel_g[2]);
    
83.         else
    
84.           snprintf(accel_str, 40, "Accel:       -        -        -  ");
    
85. 
    
86.         if (gyro_en && (discard_gyro_samples == 0) &&
    
87.             (d.gyro_data[0] != INVALID_VALUE_FIFO) &&
    
88.             (d.gyro_data[1] != INVALID_VALUE_FIFO) &&
    
89.             (d.gyro_data[2] != INVALID_VALUE_FIFO))
    
90.           snprintf(gyro_str, 40, "Gyro:% 8.2f % 8.2f % 8.2f dps", gyro_dps[0],
    
91.                    gyro_dps[1], gyro_dps[2]);
    
92.         else
    
93.           snprintf(gyro_str, 40, "Gyro:       -        -        -    ");
    
94. 
    
95.         snprintf(temp_str, 20, "Temp: % 4.2f degC", temp_degc);
    
96. 
    
97.         INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "SI  %10llu us   %s   %s   %s", timestamp,
    
98.                 accel_str, gyro_str, temp_str);
    
99.       }
    
100. 
     
101.       /* Print LSB data. */
     
102.       if (print_lsb)
     
103.       {
     
104.         char accel_str[40];
     
105.         char gyro_str[40];
     
106.         char temp_str[20];
     
107. 
     
108.         if (accel_en && (discard_accel_samples == 0) &&
     
109.             (d.accel_data[0] != INVALID_VALUE_FIFO) &&
     
110.             (d.accel_data[1] != INVALID_VALUE_FIFO) &&
     
111.             (d.accel_data[2] != INVALID_VALUE_FIFO))
     
112.           snprintf(accel_str, 40, "Accel:% 8d % 8d % 8d", (int)d.accel_data[0],
     
113.                    (int)d.accel_data[1], (int)d.accel_data[2]);
     
114.         else
     
115.           snprintf(accel_str, 40, "Accel:       -        -        -");
     
116. 
     
117.         if (gyro_en && (discard_gyro_samples == 0) &&
     
118.             (d.gyro_data[0] != INVALID_VALUE_FIFO) &&
     
119.             (d.gyro_data[1] != INVALID_VALUE_FIFO) &&
     
120.             (d.gyro_data[2] != INVALID_VALUE_FIFO))
     
121.           snprintf(gyro_str, 40, "Gyro:% 8d % 8d % 8d", (int)d.gyro_data[0],
     
122.                    (int)d.gyro_data[1], (int)d.gyro_data[2]);
     
123.         else
     
124.           snprintf(gyro_str, 40, "Gyro:       -        -        -");
     
125. 
     
126.         snprintf(temp_str, 20, "Temp: % 6d", (int)d.temp_data);
     
127. 
     
128.         INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "LSB %10llu us   %s     %s       %s", timestamp,
     
129.                 accel_str, gyro_str, temp_str);
     
130.       }
     
131. 
     
132.       if (accel_en && discard_accel_samples)
     
133.         discard_accel_samples--;
     
134. 
     
135.       if (gyro_en && discard_gyro_samples)
     
136.         discard_gyro_samples--;
     
137.     }
     
138. 
     
139.     rc |= get_uart_command();
     
140. 
     
141.     si_sleep_ms(1000);
     
142.     /* USER CODE END 3 */
     
143.   }

复制代码

输出结果

使用USB线缆给NUCLEO-G070开发板上电，然后将代码上传至开发板，打开友善串口调试助手，选择正确的端口号，设置波特率115200，在串口中应该能显示数据：

以上就是NUCLEO-G070开发板读取YBX-ICM45686模块的全部内容，如果有任何疑问，请随时在本帖下面回复。