ICM-20948 低功耗九轴传感器 +Arduino IDE开发流程

已于 2024-09-29 23:07:36 修改
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分类专栏： Arduino IDE开发 文章标签： 单片机 嵌入式硬件 github
于 2024-09-12 21:05:06 首次发布
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目录

一、概述

二、ICM-20948简介

三、芯片驱动测试

四、驱动优化

一、概述

        这是我在项目中为了监测汽车姿态所用到的一款芯片，可以看到标题，它有一个很突出的特征——低功耗，并且有三轴加速度、三轴角加速度、三轴磁场，所以叫做九轴传感器，功能齐全。下面将会围绕如何开发它展开叙述。

二、ICM-20948简介

        由于在网上没有找到很合适的讲解资料所以想要借这次机会开一个头，希望后续可以把ICM20948的坑填完。

        先直接给出它的手册下载链接：

        ICM-20948 Datasheet | TDK InvenSense 

        

        主要特征：（来自官网的描述）

        1、采用3 mm x 3 mm x 1 mm（24针QFN）封装的3轴陀螺仪、3轴加速计、3轴地磁以及数字运动处理器（DMP™）
        2、DMP从主处理器卸载运动处理算法的计算，提高系统功耗性能
        3、ICM-20948支持外部传感器的辅助I2C接口、片上16位ADC、可编程数字滤波器、嵌入式温度传感器和可编程中断。

        4、ICM-20948的工作电压范围低至1.71V。通信端口包括I2C和7 MHz的高速SPI。

注：ICM-20948 VDDIO的范围为1.71V至1.95V，与MPU-9250 9轴设备不同。

        其实最需要的就是注意电压范围，别弄错了，虽然直接用3.3V的电源怼上去也没事，但最好还是按照它的手册里写的来办，如果你用的是小模块来做的测试那你可能需要配一个电平转换器，从3.3V转成1.8V。 

三、芯片驱动测试

        由于最开始测试的时候我用的是Arduino IDE ，所以一开始的调通还是比较快的。

        有一个关于ICM-20948驱动的讲解：

        ICM-20948 9-Axis Sensor Part I • Wolles Elektronikkiste (wolles-elektronikkiste.de)

        如果感兴趣的话可以仔细阅读以下上面的文章，并且可以在评论区留言，作者很认真，亲测有效，但要注意我们这边和他有时差。

        以下附上我所使用的驱动代码链接：
        https://github.com/sparkfun/SparkFun_ICM-20948_ArduinoLibrary

        也可以直接在Arduino IDE 上搜索下载ICM-20948的库进行访问

        这几个库都是比较完善的，用来直接进行上板测试也是不错的。 

四、驱动优化

        我在使用现成的库的时候考虑了两件事：一个是我的数据是否可靠？另一个是我如何设置一个平时低功耗但是在汽车出现明显位移或者是姿态改变的时候自启动？

        首先，数据一开始的读取就不算非常完美，我在读取三轴磁罗盘的时候，有时候会出现读取不到的情况，也就是没有和ICM20948的磁力计取得通信，后来经过询问与资料查找，发现在多数驱动代码中，都是在初始化磁力计的时候连续启动了十次左右，这也意味着其实磁力计并不稳定。

        这里额外补充一下，磁力计是必要的，因为它可以在车辆经过山体隧道或者是其他会严重带来信号屏蔽的地方，提供一个参考，可以根据磁场来判断车辆的行驶方向。

        还有就是如何对IMU进行校准，包括加速度，惯导，磁力计等等都需要考量。

        另一个就是如何进行自启动以及低功耗模式的选择与接入，最近还在完善这一部分，留坑……

          如果你对我所介绍的内容有任何改进的建议也欢迎告诉我！如果本文对你有帮助的话，不妨点个赞。欢迎留言讨论问题，一起讨论问题、解决问题。希望本专栏里的内容可以给你们带来帮助！

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react hooks 详解
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React Hooks 是 React 16.8 中新增的特性，它可以让你在函数组件中使用 state、生命周期钩子等 React 特性。使用 Hooks 可以让你写出更简洁、可复用且易于测试的代码。 React Hooks 提供了一系列的 Hook 函数，包括 useState、useEffect、useContext、useReducer、useCallback、useMemo、useRef、useImperativeHandle、useLayoutEffect 和 useDebugValue。每个 Hook 都有特定的用途，可以帮助你处理不同的问题。 下面是 React Hooks 的一些常用 Hook 函数： 1. useState useState 是最常用的 Hook 之一，它可以让你在函数组件中使用 state。useState 接受一个初始状态值，并返回一个数组，数组的第一个值是当前 state 值，第二个值是更新 state 值的函数。 ``` const [count, setCount] = useState(0); ``` 2. useEffect useEffect 可以让你在组件渲染后执行一些副作用操作，比如订阅事件、异步请求数据等。useEffect 接受两个参数，第一个参数是一个回调函数，第二个参数是一个数组，用于控制 useEffect 的执行时机。 ``` useEffect(() => { // 这里可以执行副作用操作 }, [dependencies]); ``` 3. useContext useContext 可以让你在组件树中获取 context 的值。它接受一个 context 对象，并返回该 context 的当前值。 ``` const value = useContext(MyContext); ``` 4. useRef useRef 可以让你在组件之间共享一个可变的引用。它返回一个对象，该对象的 current 属性可以存储任何值，并在组件的生命周期中保持不变。 ``` const ref = useRef(initialValue); ref.current = value; ``` 5. useCallback useCallback 可以让你缓存一个函数，以避免在每次渲染时都创建一个新的函数实例。它接受一个回调函数和一个依赖数组，并返回一个 memoized 的回调函数。 ``` const memoizedCallback = useCallback(() => { // 这里是回调函数的逻辑 }, [dependencies]); ``` 6. useMemo useMemo 可以让你缓存一个计算结果，以避免在每次渲染时都重新计算。它接受一个计算函数和一个依赖数组，并返回一个 memoized 的计算结果。 ``` const memoizedValue = useMemo(() => computeExpensiveValue(a, b), [a, b]); ``` 以上就是 React Hooks 的一些常用 Hook 函数，它们可以帮助你更好地处理组件状态、副作用、上下文和性能优化等问题。
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