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概述
1 芯片概述
2 性能参数对比#xff08;vs MPU6050#xff09;
3 引脚配置与接口
3.1 引脚定义#xff08;LGA-16封装#xff09;
3.2 接口模式配置
4 核心寄存器详解
4.1 关键控制寄存器
4.2 数据输出寄存器
5 QMI8658A的驱动程序实现方法
5.1 IC初始…目录
概述
1 芯片概述
2 性能参数对比vs MPU6050
3 引脚配置与接口
3.1 引脚定义LGA-16封装
3.2 接口模式配置
4 核心寄存器详解
4.1 关键控制寄存器
4.2 数据输出寄存器
5 QMI8658A的驱动程序实现方法
5.1 I²C初始化代码Arduino
5.2 低功耗模式配置
5.3 数据读取与处理
5.3.1 原始数据读取
5.3.2 物理量转换
5.4 高级功能应用
5.4.1 传感器自检
5.4.2 运动中断检测
5.5 校准技术
5.5.1 六点加速度校准法 5.5.2 自动校准实现
6 典型应用
6.1 典型应用电路
6.2 驱动流程
7 寄存器列表 概述
本文主要介绍QMI8658A 的芯片的相关内容包括寄存器的相关参数驱动程序的实现。QMI8658A 是矽睿科技(QST)推出的高性能6轴MEMS惯性测量单元集成了3轴加速度计和3轴陀螺仪专为工业级应用设计具有卓越的温度稳定性和抗冲击能力。
1 芯片概述
QMI8658A 是矽睿科技(QST)推出的高性能6轴MEMS惯性测量单元集成了3轴加速度计和3轴陀螺仪专为工业级应用设计具有卓越的温度稳定性和抗冲击能力。
核心优势 超低噪声加速度计噪声密度仅90μg/√Hz 高温度稳定性全温范围±0.5mg零偏稳定性 宽电压范围1.7V-3.6V工作电压 智能电源管理2μA待机电流 内置自检功能硬件级传感器诊断 2 性能参数对比vs MPU6050
参数QMI8658AMPU6050优势加速度计量程±2/4/8/16g±2/4/8/16g同等陀螺仪量程±125/250/500/1000/2000dps±250/500/1000/2000dps更精细噪声密度90μg/√Hz300μg/√Hz低67%零偏稳定性±0.5mg±1mg高2倍工作电压1.7-3.6V2.375-3.46V更宽范围电流消耗150μA100Hz3.9mA100Hz低96%温度范围-40~85℃-40~85℃同等
3 引脚配置与接口
3.1 引脚定义LGA-16封装
引脚名称功能说明1GND地电源地2VDDIOIO电源1.7-3.6V3SDA/SPI_SDI串行数据I²C/SPI模式4SCL/SPI_SCK串行时钟I²C/SPI模式5CSB片选SPI模式使能6SDO/SA0数据输出/地址SPI输出/I²C地址选择7INT1中断1可编程中断8INT2中断2可编程中断9-16NC未连接保留
3.2 接口模式配置
模式CSBSDO/SA0说明I²C地址0高低0x6AI²C地址1高高0x6BSPI模式低任意4线SPI
4 核心寄存器详解
4.1 关键控制寄存器
寄存器地址功能复位值WHO_AM_I0x00设备ID (0x05)0x05CTRL10x02传感器使能0x60CTRL20x03加速度配置0x04CTRL30x04陀螺仪配置0x44CTRL70x08传感器模式0x00
4.2 数据输出寄存器
数据轴寄存器地址数据格式Accel_X0x35-0x3616位有符号Accel_Y0x37-0x3816位有符号Accel_Z0x39-0x3a16位有符号Gyro_X0x3b-0x3c16位有符号Gyro_Y0x3d-0x3e16位有符号Gyro_Z0x3f-0x4016位有符号Temp0x33-0x3416位有符号
5 QMI8658A的驱动程序实现方法
笔者基于Arduino平台实现QMI8658A的驱动程序
5.1 I²C初始化代码Arduino
#include Wire.h
#define QMI8658_ADDR 0x6A // SA00void setup() {Wire.begin();// 复位设备writeRegister(0x02, 0x80); // CTRL1: Soft resetdelay(50);// 配置加速度计±8g, 100HzwriteRegister(0x03, 0x24); // CTRL2: Accel 100Hz, ±8g// 配置陀螺仪±500dps, 100HzwriteRegister(0x04, 0x54); // CTRL3: Gyro 100Hz, ±500dps// 启用6轴传感器writeRegister(0x02, 0xE0); // CTRL1: Enable AccelGyro
}void writeRegister(uint8_t reg, uint8_t value) {Wire.beginTransmission(QMI8658_ADDR);Wire.write(reg);Wire.write(value);Wire.endTransmission();
}
5.2 低功耗模式配置
// 进入低功耗模式
void enterLowPowerMode() {writeRegister(0x02, 0x60); // 仅加速度计工作writeRegister(0x06, 0x03); // CTRL7: 低功耗模式
}// 唤醒设备
void wakeUp() {writeRegister(0x02, 0xE0); // 启用6轴writeRegister(0x06, 0x00); // 正常模式
}
5.3 数据读取与处理
5.3.1 原始数据读取
int16_t readSensor(uint8_t reg) {Wire.beginTransmission(QMI8658_ADDR);Wire.write(reg);Wire.endTransmission(false);Wire.requestFrom(QMI8658_ADDR, 2);uint16_t data (Wire.read() 8) | Wire.read();return (int16_t)data;
}void loop() {int16_t accX readSensor(0x29);int16_t accY readSensor(0x2B);int16_t accZ readSensor(0x2D);int16_t gyrX readSensor(0x2F);int16_t gyrY readSensor(0x31);int16_t gyrZ readSensor(0x33);delay(10);
}
5.3.2 物理量转换
// 加速度转换 (g)
float accelToG(int16_t raw, uint8_t range) {const float scales[] {0.000244f, 0.000488f, 0.000976f, 0.001952f};return raw * scales[range];
}// 陀螺仪转换 (dps)
float gyroToDPS(int16_t raw, uint8_t range) {const float scales[] {0.0038147f, 0.0076294f, 0.0152588f, 0.0305176f, 0.0610352f};return raw * scales[range];
}// 温度转换 (°C)
float tempToC(int16_t raw) {return (raw / 256.0f) 25.0f;
}
5.4 高级功能应用
5.4.1 传感器自检
void sensorSelfTest()
{// 启动加速度计自检writeRegister(0x0D, 0x01); delay(100);uint8_t status readRegister(0x0E);if((status 0x01) 0) {Serial.println(Accel SelfTest: FAIL);} else {Serial.println(Accel SelfTest: PASS);}// 启动陀螺仪自检writeRegister(0x0D, 0x02);delay(100);status readRegister(0x0E);if((status 0x02) 0) {Serial.println(Gyro SelfTest: FAIL);} else {Serial.println(Gyro SelfTest: PASS);}
}
5.4.2 运动中断检测
// 配置敲击检测
void setupTapDetection()
{// 配置加速度阈值writeRegister(0x1B, 0x20); // TAP_TH: 2g阈值// 配置敲击时间窗口writeRegister(0x1C, 0x7F); // TAP_DUR: 100ms窗口// 使能敲击检测中断writeRegister(0x0A, 0x20); // INT_EN: 使能敲击中断writeRegister(0x0B, 0x01); // INT_MAP: 映射到INT1
}// 中断服务程序
void isr()
{uint8_t status readRegister(0x09);if(status 0x20) {Serial.println(Tap Detected!);}
}
5.5 校准技术
5.5.1 六点加速度校准法 5.5.2 自动校准实现
void calibrateAccelerometer()
{const int samples 500;float sum[6][3] {0}; // X,-X,Y,-Y,Z,-Z// 提示用户放置位置for(int pos0; pos6; pos)
{Serial.print(Place position );Serial.println(pos);delay(3000);for(int i0; isamples; i) {readRawAccel();sum[pos][0] accelX;sum[pos][1] accelY;sum[pos][2] accelZ;delay(10);}}// 计算偏移和比例因子offsetX (sum[0][0] sum[1][0]) / (2*samples);scaleX 1.0 / (fabs(sum[0][0]-offsetX) fabs(sum[1][0]-offsetX)) * samples;// 同理计算Y,Z轴...
}
6 典型应用
6.1 典型应用电路
1) I2C驱动电路 2SPI驱动电路 6.2 驱动流程 7 寄存器列表
