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，時鐘校準功能，讓開發(fā)者避開了繁瑣復雜的
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
手機等便攜式游戲設(shè)備
PS4 或XBOX等游戲手柄控制器
   3D電視遙控器或機頂盒，3D鼠標
   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
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通信最快達到 400KHz
  全寄存器SPI通訊達到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或者從機。從機在通訊時，通過
地址即可匹配。
MPU-9250 通常和控制芯片連接時作為從機，SDA 和 SCL 通常需要上拉電阻到 VDD，最快
通信速度達到400KHz。
MPU-9250 作為從機時的地址為 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
當主機將開始信號在 I2C總線上初始的時候，表明準備開始通信。開始信號即當 SDA 處在
下降沿時，SCL 置高。而當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
主從機的讀寫狀態(tài)。然后主機釋放SDA 線，等待從機的ACK應答信號。每次
數(shù)據(jù)傳輸后必須跟一位讀寫位。從機應答即是拉低 SDA到SCL 高電平周期結(jié)
束。當主機發(fā)出停止命令時，傳輸就會結(jié)束。然后主機重新發(fā)送開始信號繼
續(xù)和其他的I2C 設(shè)備通信。當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：主機發(fā)送開始信號和從機的 7 個地址位再加上 1
位的寫入位。當在第 9 個時鐘信號的時候，芯片產(chǎn)生應答。這時，主機輸出寄
存器地址，然后從機再次產(chǎn)生 ACK 應答，傳輸過程可以隨時由停止信號停止。
ACK 響應后，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：主機發(fā)送開始信號和從機的 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，
然后主機再次發(fā)送開始信號和地址，9250 此時會發(fā)回應答信號 ACK和數(shù)據(jù)。當
主機發(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。當于主控芯片通信的時候，
MPU9250 總是作為從機工作。
主機和從機在通訊時 SCLK，SDO,SDI 設(shè)備是共享的，每個從機和主機在通信的時候都
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)。