MPU9250九軸產(chǎn)品中文說明書下載（共41頁pdf下載）

ID:402301 · 發(fā)表于 2018-9-25 17:35

1.2 文檔說明
   本說明書只提供基礎(chǔ)的產(chǎn)品設(shè)計及規(guī)格設(shè)計的信息。本芯片采用QFN 封裝，封裝大小只
有 3XX1mm。
若產(chǎn)品規(guī)格發(fā)生改變，恕不另行通知。最終效果取決于產(chǎn)品特性。若想查看寄存器，請
查閱寄存器文檔。

1.3 產(chǎn)品概述
MPU9250 是一個 QFN 封裝的復(fù)合芯片（MCM），它由 2 部分組成。一組是 3 軸加速度還
有 3軸陀螺儀，另一組則是 AKM公司的 AK8963 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 軸加速度，3 軸陀螺儀以及
數(shù)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(shù)據(jù)。一體化的設(shè)計，運動性的融合，時鐘校準(zhǔn)功能，讓開發(fā)者避開了繁瑣復(fù)雜的
芯片選擇和外設(shè)成本，保證最佳的性能。本芯片也為兼容其它傳感器開放了輔助 I2C
接口，比如連接壓力傳感器。
MPU9250 的具有三個 16位加速度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(shù)選
擇（±250，±500，±1000，and±2000 °/秒（dps）），可編程的加速度參數(shù)選擇±2g，
±4g，±8g，±16g，以及最大磁力計可達(dá)到±4800uT。
其他業(yè)界領(lǐng)先的功能還有可編程的數(shù)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锌删幊讨袛唷Ｔ撗b置提供 I2C和 SPI的接口，2.4-3.6V
的供電電壓，還有單獨的數(shù)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的
模式下直接讀取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的芯片
內(nèi)，并且能承受住 10，000g的震動沖擊。

1.4  應(yīng)用領(lǐng)域
無需觸碰操作的技術(shù)
手勢控制
體感游戲控制器
位置查找服務(wù)
手機(jī)等便攜式游戲設(shè)備
PS4 或XBOX等游戲手柄控制器
   3D電視遙控器或機(jī)頂盒，3D鼠標(biāo)
   可穿戴的健康智能設(shè)備

2 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(shù)字輸出
可編程數(shù)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(zhǔn)
自我檢測

2.2  加速度特性
三軸加速度計的特性：
用戶可編量程（±2g，±4g，±8g，±16g）三軸 16位ADC 加速度數(shù)字輸出
加速度計正常工作電流：450uA
低功耗模式電流：0.98Hz---8.4uA  31.25Hz----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軸單片霍爾傳感器
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：280uA—8Hz
內(nèi)部自我檢測功能

2.4  其他特性
MPU250 包含以下的額外特性:
輔助I2C 總線可讀外部其他傳感器（比如讀取氣壓傳感器）
9 軸和DMP開始工作時耗電3.5mA
  VDD供能電壓范圍2.4-3.6V
  VDDIO為輔助I2C 設(shè)備提供參考電壓
  目前最薄最小QEN設(shè)備：3x3x1mm
  最小的9 軸交叉軸傳感器
  512字節(jié)的FIFO數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
  數(shù)字溫度傳感器
  可編程的數(shù)字濾波器
  10，000g防震
  全寄存器I2C通信最快達(dá)到 400KHz
  全寄存器SPI通訊達(dá)到1MHz
  20MHz 的SPI讀取速度并帶中斷寄存器
MEMS結(jié)構(gòu)晶圓級密封
符合RoHS綠色環(huán)保要求

2.5  應(yīng)用建議
內(nèi)部自帶的運動處理器可以做運動處理。可編程中斷可以用來做低功耗的手勢識別。
可以單獨開啟低功耗 DMP記步器而讓主機(jī)休眠。

7.2  I2C通信
I2C 是一個雙線通信方案，它有 SDA 和 SCL 兩根線分別傳輸數(shù)據(jù)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(shè)備的時候可以做主機(jī)或者從機(jī)。從機(jī)在通訊時，通過
地址即可匹配。
MPU-9250 通常和控制芯片連接時作為從機(jī)，SDA 和 SCL 通常需要上拉電阻到 VDD，最快
通信速度達(dá)到400KHz。
MPU-9250 作為從機(jī)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 為低電平時 X 為 0，
高電平X則為1）。
7.3 I2C通信協(xié)議
開始和停止條件
當(dāng)主機(jī)將開始信號在 I2C總線上初始的時候，表明準(zhǔn)備開始通信。開始信號即當(dāng) SDA 處在
下降沿時，SCL 置高。而當(dāng)SDA產(chǎn)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(xiàn)開始信號或停止型號，否則總線一直通信。

通信
在開始信號發(fā)出后，主機(jī)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(jī)的讀寫狀態(tài)。然后主機(jī)釋放SDA 線，等待從機(jī)的ACK應(yīng)答信號。每次
數(shù)據(jù)傳輸后必須跟一位讀寫位。從機(jī)應(yīng)答即是拉低 SDA到SCL 高電平周期結(jié)
束。當(dāng)主機(jī)發(fā)出停止命令時，傳輸就會結(jié)束。然后主機(jī)重新發(fā)送開始信號繼
續(xù)和其他的I2C 設(shè)備通信。當(dāng)SDA出現(xiàn)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。

寫 MPU250 的寄存器的方法：主機(jī)發(fā)送開始信號和從機(jī)的 7 個地址位再加上 1
位的寫入位。當(dāng)在第 9 個時鐘信號的時候，芯片產(chǎn)生應(yīng)答。這時，主機(jī)輸出寄
存器地址，然后從機(jī)再次產(chǎn)生 ACK 應(yīng)答，傳輸過程可以隨時由停止信號停止。
ACK 響應(yīng)后，數(shù)據(jù)可以繼續(xù)輸入，除非沒有產(chǎn)生停止位。芯片內(nèi)部自帶的遞增
寄存器可以自動將數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)寄存。以下列出單字節(jié)和雙字節(jié)的傳輸順序。
單字節(jié)傳輸

讀MPU9250 的寄存器的方法：主機(jī)發(fā)送開始信號和從機(jī)的 7個地址位再加上讀
位。此時，寄存器地址變成可讀模式。此時會收到 MPU9250 的返回信號 ACK，
然后主機(jī)再次發(fā)送開始信號和地址，9250 此時會發(fā)回應(yīng)答信號 ACK和數(shù)據(jù)。當(dāng)
主機(jī)發(fā)送 NACK 或停止位后通訊停止。NACK 信號就是第 9 個時鐘脈沖 SDA 保持
高電平。下圖顯示了單字節(jié)和雙字節(jié)的讀取時序。
單字節(jié)時序

7.5  SPI 通訊協(xié)議
SPI是4線同步串口通訊方式，包含兩根控制線和兩根數(shù)據(jù)線。當(dāng)于主控芯片通信的時候，
MPU9250 總是作為從機(jī)工作。
主機(jī)和從機(jī)在通訊時 SCLK，SDO,SDI 設(shè)備是共享的，每個從機(jī)和主機(jī)在通信的時候都
需要單獨的（CS）片選。
CS腳置低的時候表示被選中，置高表示沒有選中。每次通信同時只允許一個CS腳被選中，
以免占用總線。未被選擇的芯片 CS 都為高，此時他們都是高阻態(tài)，以免設(shè)備相互之間的
干擾。
SPI使用特性
1.  數(shù)據(jù)傳輸時MSB為首位，LSB 為末位。
2.  SCLK 上升沿數(shù)據(jù)鎖存。
3.  SCLK 下降沿數(shù)據(jù)變化。
4.  SCLK 最大頻率是 1MHz
5.  SPI讀寫操作在16個周期之內(nèi)完成（多字節(jié)更多）。首字節(jié)發(fā)送SPI 地址，然后SPI數(shù)
據(jù)。第一個字節(jié)的第一個位表示讀（1）寫（0）功能。然后發(fā)送的7 個位是寄存器地
址。在多字節(jié)讀取的情況下，傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 2個或更多字節(jié)。