ICM20948 DMP代码详解(5)

接前一篇文章:ICM20948 DMP代码详解(4)

 

上一回开始深入到代码,先从EMP-App中的入口函数main开头,该函数在EMD-App\src\ICM20948\main.c中,再次贴出其代码如下:

int main (void)
{
	int rc = 0;

	/* Hardware initialization */
	sysclk_init();
	board_init();
	sysclk_enable_peripheral_clock(ID_TC0);

	/* Configure Device - Host Interface */
	configure_console();

#ifdef INV_MSG_ENABLE
	/* Setup message logging */
	INV_MSG_SETUP(INV_MSG_ENABLE, msg_printer);
#endif

	INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "##########################");
	INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "     ICM20948 example     ");
	INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "     Ver: %s", EMD_RELEASE_VERSION_STRING);
	INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "##########################");

	/* Initialize External Sensor Interrupt */
	ext_int_initialize(&ext_interrupt_handler);
	interface_initialize();

	/* Configure sysTick Timer */
	SysTick_Config(sysclk_get_cpu_hz() / MILLISECONDS_PER_SECOND);

	/*
	* Initialize icm20948 serif structure
	*/
	struct inv_icm20948_serif icm20948_serif;
	icm20948_serif.context   = 0; /* no need */
	icm20948_serif.read_reg  = idd_io_hal_read_reg;
	icm20948_serif.write_reg = idd_io_hal_write_reg;
	icm20948_serif.max_read  = 1024*16; /* maximum number of bytes allowed per serial read */
	icm20948_serif.max_write = 1024*16; /* maximum number of bytes allowed per serial write */

	icm20948_serif.is_spi = interface_is_SPI();

	/*
	* Reset icm20948 driver states
	*/
	inv_icm20948_reset_states(&icm_device, &icm20948_serif);

	inv_icm20948_register_aux_compass(&icm_device, INV_ICM20948_COMPASS_ID_AK09916, AK0991x_DEFAULT_I2C_ADDR);

	/*
	* Setup the icm20948 device
	*/
	rc = icm20948_sensor_setup();

	/*
	* Now that Icm20948 device was initialized, we can proceed with DMP image loading
	* This step is mandatory as DMP image are not store in non volatile memory
	*/
	rc += load_dmp3();
	check_rc(rc, "Error sensor_setup/DMP loading.");

	/*
	* Initialize Dynamic protocol stuff
	*/
	DynProTransportUart_init(&transport, iddwrapper_transport_event_cb, 0);
	DynProtocol_init(&protocol, iddwrapper_protocol_event_cb, 0);

	InvScheduler_init(&scheduler);
	InvScheduler_initTask(&scheduler, &commandHandlerTask, "commandHandlerTask", CommandHandlerTaskMain, 0, INVSCHEDULER_TASK_PRIO_MIN, 1);
	InvScheduler_initTask(&scheduler, &blinkerLedTask, "blinkerLedTask", BlinkerLedTaskMain, 0, INVSCHEDULER_TASK_PRIO_MIN+1, 1000000/SCHEDULER_PERIOD);
	InvScheduler_startTask(&blinkerLedTask, 0);
	InvScheduler_startTask(&commandHandlerTask, 0);

	hw_timer_start(20);		// Start the timestamp timer at 20 Hz.
	while (1)
    {
		InvScheduler_dispatchTasks(&scheduler);

		if (irq_from_device == 1) {
			inv_icm20948_poll_sensor(&icm_device, (void *)0, build_sensor_event_data);

			__disable_irq();
			irq_from_device = 0;
			__enable_irq();
		}
	}

	return 0;
}

上一回也提到,由于工程中的代码是适配TDK SAMG55开发板(TDK SAMG55 Dev Kit)的,而笔者的目标平台是乐鑫的ESP32系列模组,因此属于系统初始化的相关内容(以下代码片段)可以略过。

	/* Hardware initialization */
	sysclk_init();
	board_init();
	sysclk_enable_peripheral_clock(ID_TC0);

	/* Configure Device - Host Interface */
	configure_console();

#ifdef INV_MSG_ENABLE
	/* Setup message logging */
	INV_MSG_SETUP(INV_MSG_ENABLE, msg_printer);
#endif

	INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "##########################");
	INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "     ICM20948 example     ");
	INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "     Ver: %s", EMD_RELEASE_VERSION_STRING);
	INV_MSG(INV_MSG_LEVEL_INFO, "##########################");

	/* Initialize External Sensor Interrupt */
	ext_int_initialize(&ext_interrupt_handler);
	interface_initialize();

	/* Configure sysTick Timer */
	SysTick_Config(sysclk_get_cpu_hz() / MILLISECONDS_PER_SECOND);

当然,这里的略过并不是说完全不关注,而只是不用深入其具体实现,但是仍然需要留意系统的相关时钟、外设(尤其是i2c)接口的初始化,以便后边对到ESP32(ESP-IDF)中。

从以下部分开始,才是需要重点关注的内容:

	/*
	* Initialize icm20948 serif structure
	*/
	struct inv_icm20948_serif icm20948_serif;
	icm20948_serif.context   = 0; /* no need */
	icm20948_serif.read_reg  = idd_io_hal_read_reg;
	icm20948_serif.write_reg = idd_io_hal_write_reg;
	icm20948_serif.max_read  = 1024*16; /* maximum number of bytes allowed per serial read */
	icm20948_serif.max_write = 1024*16; /* maximum number of bytes allowed per serial write */

	icm20948_serif.is_spi = interface_is_SPI();

struct inv_icm20948_serif的定义在EMD-Core\sources\Invn\Devices\Drivers\ICM20948\Icm20948Serif.h中,如下:

/** @brief ICM20948 serial interface
 */
struct inv_icm20948_serif {
	void *     context;
	int      (*read_reg)(void * context, uint8_t reg, uint8_t * buf, uint32_t len);
	int      (*write_reg)(void * context, uint8_t reg, const uint8_t * buf, uint32_t len);
	uint32_t   max_read;
	uint32_t   max_write;
	inv_bool_t is_spi;
};

其中包含了6个成员:

  • void *context

可以理解成句柄。

  • int      (*read_reg)(void * context, uint8_t reg, uint8_t * buf, uint32_t len);

寄存器读回调函数。后文书实际用到的时候再深入讲解。

  • int      (*write_reg)(void * context, uint8_t reg, const uint8_t * buf, uint32_t len);

寄存器写回调函数。后文书实际用到的时候再深入讲解。

  • uint32_t   max_read;

最大能够读取的字节数。

  • uint32_t   max_write;

最大能够写入的字节数。

  • inv_bool_t is_spi;

是否为SPI接口。由于ICM20948可以支持I2C和SPI两种接口,因此以此标志进行区分。

e91538fb7d9d4756971f1fd5e97b01da.png

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回到main函数中。以上代码片段是在主函数中新建了一个struct inv_icm20948_serif 的对象icm20948_serif,然后对其进行初始化。

  • *context设置为0即NULL,不需要;
  • read_reg函数指针设置为idd_io_hal_read_reg;
  • write_reg函数指针设置为idd_io_hal_write_reg;
  • max_read设置为16 * 1024,即16K字节;
  • max_write也设置为16K字节;
  • is_spi设置为interface_is_SPI()的返回值。

interface_is_SPI函数在EMD-App\src\ICM20948\system.c中,代码如下:

inv_bool_t interface_is_SPI(void)
{
#if SERIF_TYPE_SPI
	return true;
#else
	return false;
#endif	
}

官方代码中是根据SERIF_TYPE_SPI宏来进行判断的。如果是自己的硬件,已经确定好使用I2C或SPI了,直接返回false或true就好。

至此,main函数中的第一段所关注的代码就解析完了,后续代码的解析请看后篇。

<think>我们正在讨论ICM42688传感器和其DMP(动态运动处理器)的使用和集成问题。首先,ICM42688是一款6轴MEMS运动传感器,结合了3轴陀螺仪和3轴加速度计。其内置的DMP可以处理传感器数据,减轻主处理器的负担。关键点:1.DMP可以运行预加载的固件,实现如姿态识别、计步、手势检测等算法。2.使用DMP需要配置传感器寄存器,加载固件,并设置数据输出。步骤:1.初始化传感器,确保传感器处于正常模式。2.配置传感器寄存器,例如设置加速度计和陀螺仪的量程和输出数据率(ODR)。3.启用DMP,加载固件(通常由厂商提供)。4.配置DMP的输出数据格式和速率。5.读取DMP处理后的数据。注意:具体寄存器和固件加载步骤需参考ICM42688的官方数据手册和应用笔记。下面是一个简化的伪代码示例,展示如何初始化和使用DMP:```c//假设我们有一个函数来写入传感器寄存器voidwrite_register(uint8_treg,uint8_tvalue);//初始化传感器voidinit_icm42688(){//重置设备write_register(0x0,0x01);delay(100);//配置加速度计和陀螺仪write_register(ACCEL_CONFIG,0x01);//设置加速度计量程为±16gwrite_register(GYRO_CONFIG,0x01);//设置陀螺仪量程为±2000dps//启用DMPwrite_register(DMP_ENABLE,0x01);//加载DMP固件(这里需要根据厂商提供的固件镜像和加载步骤进行)load_dmp_firmware();//设置DMP输出数据率write_register(DMP_OUTPUT_RATE,0x0A);//例如100Hz}//读取DMP处理后的数据voidread_dmp_data(){//从FIFO或指定寄存器中读取数据//数据可能包含四元数、欧拉角、计步等,取决于DMP固件配置}```注意:上述代码仅为示意,实际开发需严格遵循数据手册。集成DMP时,需要特别注意:1.固件加载:DMP固件通常以二进制形式提供,需要按照特定顺序写入指定内存区域。2.数据对齐:DMP输出的数据可能需要特殊解析。3.中断配置:可以利用传感器中断来通知数据就绪。更多细节请参考InvenSense的官方文档[^1]。§§相关问题§§1.如何获取ICM42688的DMP固件?2.ICM42688DMP支持哪些运动处理算法?3.如何解析DMP输出的四元数数据?4.在嵌入式系统中集成ICM42688DMP需要注意什么?</think> ### ICM42688 DMP 使用与集成指南 ICM42688 是 TDK InvenSense 推出的高性能 6 轴 MEMS 运动传感器(3轴加速度计 + 3轴陀螺仪),其内置的 **DMP(动态运动处理器)** 能显著降低主处理器负载。以下是关键使用和集成要点: --- #### **1. DMP 核心功能** - **运动处理**:实时计算姿态角(俯仰/横滚/偏航) - **传感器融合**:通过卡尔曼滤波融合加速度计/陀螺仪数据 - **低功耗运行**:在传感器内部完成运算,主处理器可休眠 - **预处理功能**: - 计步检测 - 晃动识别 - 跌落检测 - 敲击检测[^1] --- #### **2. DMP 启用步骤** **硬件准备**: ```c // I2C 初始化(示例代码) void i2c_init() { // 配置I2C时钟、引脚等 // ICM42688地址:0x68 (7-bit) } ``` **配置流程**: 1. **复位传感器**: ```c write_reg(REG_DEVICE_CONFIG, 0x01); // 软复位 delay(100); ``` 2. **加载 DMP 固件**: ```c // 需从TDK获取专用固件(FW42688.h) for(int i=0; i<DMP_FW_SIZE; i++) { write_reg(DMP_MEM_START + i, dmp_firmware[i]); } ``` 3. **启用传感器**: ```c write_reg(REG_PWR_MGMT0, 0x0F); // 启用6轴 + 低噪声模式 write_reg(REG_DMP_CONFIG, 0x01); // 激活DMP ``` --- #### **3. 数据获取方式** **FIFO 读取(推荐)**: ```c uint8_t fifo_buffer[128]; read_fifo(fifo_buffer); // 读取FIFO数据 // 解析姿态数据 (q30格式) float pitch = (fifo_buffer[0] << 24 | fifo_buffer[1] << 16) / 1073741824.0f; float roll = (fifo_buffer[2] << 24 | fifo_buffer[3] << 16) / 1073741824.0f; ``` > **注**:数据格式需参考《ICM42688寄存器手册》第5.7节[^1] --- #### **4. 集成注意事项** - **时钟同步**:需配置 `REG_INTF_CONFIG1` 实现传感器与主处理器时钟同步 - **中断配置**:启用 `REG_INT_SOURCE0` 的 `DMP_INT` 位实现事件驱动 - **电源管理**:DMP运行时功耗约 800µA,待机模式可降至 6µA - **校准要求**: - 上电后执行陀螺仪零偏校准 - 加速度计需水平静止校准[^2] --- #### **5. 开发资源** 1. [ICM42688 数据手册](https://invensense.tdk.com/download-pdf/icm-42688-p-datasheet/) 2. [DMP 配置指南](https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2023/02/AN-000265.pdf) 3. [开源驱动参考](https://github.com/PX4/PX4-Autopilot/tree/master/src/drivers/imu/invensense) ---
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