运动检测芯片MPU6050(带加速度计和陀螺仪)

仅翻译了有用部分
——By LeeDy.Li2013.1.7
《MPU-6000/MPU-6050产品说明书》
1.版本更新
2.应用范围
3.产品简介
MPU-60X0是全球首例9轴运动处理传感器。它集成了3轴MEMS陀螺仪,3轴MEMS 加速度计,以及一个可扩展的数字运动处理器DMP(Digital Motion Processor),可用I2C 接口连接一个第三方的数字传感器,比如磁力计。扩展之后就可以通过其I2C或SPI接口输出一个9轴的信号(SPI接口仅在MPU-6000可用)。MPU-60X0也可以通过其I2C接口连接非惯性的数字传感器,比如压力传感器。
MPU-60X0对陀螺仪和加速度计分别用了三个16位的ADC,将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。为了精确跟踪快速和慢速的运动,传感器的测量范围都是用户可控的,陀螺仪可测范围为±250,±500,±1000,±2000°/秒(dps),加速度计可测范围为±2,±4,±8,±16g。
一个片上1024字节的FIFO,有助于降低系统功耗。
和所有设备寄存器之间的通信采用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,对寄存器的读取和中断可用20MHz的SPI。另外,片上还内嵌了一个温度传感器和在工作环境下仅有±1%变动的振荡器。
芯片尺寸4×4×0.9mm,采用QFN封装(无引线方形封装),可承受最大10000g的冲击,并有可编程的低通滤波器。
程控步进衰减器系统关于电源,MPU-60X0可支持VDD范围2.5V±5%,3.0V±5%,或3.3V±5%。另外MPU-6050还有一个VLOGIC引脚,用来为I2C输出提供逻辑电平。VLOGIC电压可取1.8±5%或者VDD。
4.应用领域
5.特征
以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。
具有131LSBs/°/sec敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec的3轴角速度感测器(陀螺仪)。
可程式控制,且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速器。
移除加速器与陀螺仪轴间敏感度,降低设定给予的影响与感测器的飘移。
数字运动处理(DMP:Digital Motion Processing)引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。运动处理数据库支持Android、Linux与Windows内建之
运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术,免除了客户须另外进行校正的需求。
以数位输出的温度传感器
以数位输入的同步引脚(Sync pin)支援视频电子影相稳定技术与GPS
可程式控制的中断(interrupt)支援姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。
VDD供电电压为2.5V±5%、3.0V±5%、3.3V±5%;VDDIO为1.8V±5%
陀螺仪运作电流:5mA,陀螺仪待命电流:5uA;加速器运作电流:500uA,加速器省电模式电流:40uA@10Hz
高达400kHz快速模式的I2C,或最高至20MHz的SPI串行主机接口(serial host interface)
内建振荡器在工作温度范围内仅有±1%频率变化。可选外部时钟输入32.768kHz或19.2MHz。
6.电气特征
7.使用说明
智能操作票
7.2典型应用
7.4上电过程建议
1.VLOGIC振幅必须≤VDD振幅
2.VDD上升时间(T VDDR)为实际值的10%到90%之间
3.VDD上升时间(T VDDR)≤100ms
4.VLOGIC上升时间(T VLGR)为实际值的10%到90%之间
5.VLOGIC上升时间(T VLGR)≤3ms
6.T VLG-VDD为从VDD上升沿到VLOGIC上升沿的时间
7.VDD和VLOGIC必须是单调边沿磁卡门禁机
7.5系统结构图
车载式高空作业平台
7.6结构描述
7.7三轴陀螺仪简介
便携式设备7.8三轴加速度计简介
7.9数字运动处理器(DMP)
太阳能电池控制器DMP从陀螺仪、加速度计以及外接的传感器接收并处理数据,处理结果可以从DMP 寄存器读出,或通过FIFO缓冲。DMP有权使用MPU的一个外部引脚产生中断。
7.10主要I2C和SPI接口
MPU-60X0使用I2C或者SPI接口和芯片连接,并且总是作为从设备。连接主设备的逻辑电平用VLOGIC引脚(MPU-6050)或VDD引脚(MPU-6000)设置。I2C的Slave 地址的最低有效位(LSB)用Pin9(AD0)设置。
7.11辅助I2C接口
可用来外接磁力计或其他传感器。有两种工作模式:I2C Master Mode,此时MPU-60X0作为主设备
与外接传感器通信;Pass-Through Mode,此时仅用作连接,允许MPU和外接传感器同时和芯片通信。
7.12自检
自检可用来测试传感器的机械和电气结构。对每个测量轴的自检可通过设置控制寄存器GYRO_CONFIG和ACCEL_CONFIG的相关位来进行。自检启动后,电路会使传感器工作并且产生输出信号。
7.13使用I2C接口的9轴传感器方案
下图中,系统芯片(System Processor)作为MPU的主设备,而MPU又作为外接罗
盘传感器的主设备。然而MPU作为I2C主设备的能力很有限,需要系统芯片的支持。

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