MPU-6000.6050中文资料资料下载.pdf

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另外，片上还内嵌了一个温度传感器和在工作环境下仅有1%变动的振荡器。

芯片尺寸440.9mm，采用QFN封装（无引线方形封装），可承受最大10000g的冲击，并有可编程的低通滤波器。

关于电源，MPU-60X0可支持VDD范围2.5V5%，3.0V5%，或3.3V5%。

另外MPU-6050还有一个VLOGIC引脚，用来为I2C输出提供逻辑电平。

VLOGIC电压可取1.85%或者VDD。

4.4.4.4.应用应用领域领域5.5.5.5.特征特征以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数（quaternion）、欧拉角格式（EulerAngleforma）的融合演算数据。

具有131LSBs/sec敏感度与全格感测范围为250、500、1000与2000/sec的3轴角速度感测器（陀螺仪）。

可程式控制，且程式控制范围为2g、4g、8g和16g的3轴加速器。

移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移。

数字运动处理（DMP:

DigitalMotionProcessing）引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。

运动处理数据库支持Android、Linux与Windows内建之运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术，免除了客户须另外进行校正的需求。

以数位输出的温度传感器以数位输入的同步引脚（Syncpin）支援视频电子影相稳定技术与GPS可程式控制的中断（interrupt）支援姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。

VDD供电电压为2.5V5%、3.0V5%、3.3V5%；

VDDIO为1.8V5%陀螺仪运作电流：

5mA，陀螺仪待命电流：

5uA；

加速器运作电流：

500uA，加速器省电模式电流：

40uA10Hz高达400kHz快速模式的I2C，或最高至20MHz的SPI串行主机接口（serialhostinterface）内建振荡器在工作温度范围内仅有1%频率变化。

可选外部时钟输入32.768kHz或19.2MHz。

6.6.6.6.电气特征电气特征7.7.7.7.使用说明使用说明7.1引脚输出和信号描述引脚编号引脚编号MPU-6000MPU-6000MPU-6000MPU-6000MPU-6050MPU-6050MPU-6050MPU-6050引脚名称引脚名称描述描述1YYCLKIN可选的外部时钟输入，如果不用则连到GND6YYAUX_DAI2C主串行数据，用于外接传感器7YYAUX_CLI2C主串行时钟，用于外接传感器8Y/CSSPI片选（0=SPImode）8YVLOGIC数字I/O供电电压9YAD0/SDOI2CSlave地址LSB（AD0）；

SPI串行数据输出（SDO）9YAD0I2CSlave地址LSB（AD0）10YYREGOUT校准滤波电容连线11YYFSYNC帧同步数字输入12YYINT中断数字输出（推挽或开漏）13YYVDD电源电压及数字I/O供电电压18YYGND电源地19,21,22YYRESV预留，不接20YYCPOUT电荷泵电容连线23YSCL/SCLKI2C串行时钟（SCL）；

SPI串行时钟（SCLK）23YSCLI2C串行时钟（SCL）24YSDA/SDII2C串行数据（SDA）；

SPI串行数据输入（SDI）24YSDAI2C串行数据（SDA）2,3,4,5,14,15,16,17YYNC不接7.2典型应用7.3所用电容规格器件器件标签标签规格规格数量数量校准滤波电容（Pin10）C1陶瓷，X7R，0.1uF10%，2V1VDD旁路电容（Pin13）C2陶瓷，X7R，0.1uF10%，4V1电荷泵电容（Pin20）C3陶瓷，X7R，10uF10%，50V1VLOGIC旁路电容（Pin8）C4陶瓷，X7R，10uF10%，4V17.4上电过程建议1.VLOGIC振幅必须VDD振幅2.VDD上升时间（TVDDR）为实际值的10%到90%之间3.VDD上升时间（TVDDR）100ms4.VLOGIC上升时间（TVLGR）为实际值的10%到90%之间5.VLOGIC上升时间（TVLGR）3ms6.TVLG-VDD为从VDD上升沿到VLOGIC上升沿的时间7.VDD和VLOGIC必须是单调边沿7.5系统结构图7.6结构描述7.7三轴陀螺仪简介7.8三轴加速度计简介7.9数字运动处理器（DMP）DMP从陀螺仪、加速度计以及外接的传感器接收并处理数据，处理结果可以从DMP寄存器读出，或通过FIFO缓冲。

DMP有权使用MPU的一个外部引脚产生中断。

7.10主要I2C和SPI接口MPU-60X0使用I2C或者SPI接口和芯片连接，并且总是作为从设备。

连接主设备的逻辑电平用VLOGIC引脚（MPU-6050）或VDD引脚（MPU-6000）设置。

I2C的Slave地址的最低有效位（LSB）用Pin9（AD0）设置。

7.11辅助I2C接口可用来外接磁力计或其他传感器。

有两种工作模式：

I2CMasterMode，此时MPU-60X0作为主设备与外接传感器通信；

Pass-ThroughMode，此时仅用作连接，允许MPU和外接传感器同时和芯片通信。

7.12自检自检可用来测试传感器的机械和电气结构。

对每个测量轴的自检可通过设置控制寄存器GYRO_CONFIG和ACCEL_CONFIG的相关位来进行。

自检启动后，电路会使传感器工作并且产生输出信号。

7.13使用I2C接口的9轴传感器方案下图中，系统芯片（SystemProcessor）作为MPU的主设备，而MPU又作为外接罗盘传感器的主设备。

然而MPU作为I2C主设备的能力很有限，需要系统芯片的支持。

7.14使用SPI接口MPU-6000下图中，系统芯片作为主设备通过SPI接口和MPU6000连接。

由于SPI接口和I2C接口是公用的，所以系统芯片不能直接和辅助I2C总线通信，因为辅助I2C总线是直接和主I2C总线相连的。

8.8.8.8.可编程中断可编程中断MPU-60X0有一个可编程的中断系统，可在INT脚上产生中断信号。

状态标志可以表明中断的来源。

下图是一些中断源的列表：

8.1自由落体中断（FreeFallInterrupt）通过检测3个轴上的加速度测量值是否在规定的阈值内来判断自由落体运动。

对每一次的采样值，如果没达到阈值将会被忽略。

一旦达到阈值，即触发自由落体中断，并产生标志位。

直到计数器降到0，标志才会被清楚。

计数器的取值范围在0和规定的阈值之间。

可用FF_THR寄存器设置阈值，精确到1mg。

用FF_DUR寄存器设置持续时间，精确到1ms。

使用MOT_DETECT_CTRL寄存器，可以设施是否用一个无效的采样值使计数器清零，或者以1、2或4的量衰减。

下图给出了一条轴上的加速度测量值，采样计数器以及自由落体标志位。

8.2运动中断（MotionInterrupt）和自由落体中断类似。

为了排除重力所产生的误差，加速度计的测量值都要通过一个可配置的数字高通滤波器（DHPF）。

通过高通滤波器后的值如果大于事先规定的阈值，则被认为是有效的。

对每个有效的采样值，计数器加1，而对无效值则计数器减1。

一旦计数器值达到用户设定的计数阈值，则触发运动中断。

产生运动中断的坐标轴及其方向可以在寄存器MOT_DETECT_STATUS中读出。

类似于自由落体中断，运动中断也有一个可设置的加速阈值寄存器MOT_THR，精确到1mg，以及一个计数阈值寄存器MOT_DUR，精确到1ms。

同样也有一个寄存器来设置耍贱率，MOT_DETECT_CTRL。

8.3静止中断（ZeroMotionInterrupt）静止中断也采用数字高通滤波器（DHPF）以及同样的阈值、计数机制。

每根轴上的测量值通过DHFT后必须小于事先规定的阈值，可在ZRMOT_THR寄存器设置。

这会使计数器值加1，当达到在ZRMOT_DUR中设置的计数器阈值时，则产生静止中断。

和自由落体中断及运动中断不同的是，当第一次检测到静止以及不再检测到时，静止中断都会被触发。

另外，自由落体中断和运动中断的标志位在读取后就会被清零，而从寄存器MOT_DETECT_STATUS读取静止标志位后不会清零。

9.9.9.9.时钟时钟9.1内部时钟机制MPU-60X0有着灵活的时钟机制，对于内部的同步电路可使用内部或外部的时钟源。

内部同步电路包括信号调整、ADC、DMP及各样的控制电路和寄存器，其时钟可由一个片上的PLL产生。

允许的内部时钟源：

内部的弛豫振荡器陀螺仪的任何一个轴（含有工作温度下1%漂移的MEMS振荡器）允许的外部时钟源：

32.768kHz方波19.2MHz方波时钟源的选择要考虑外部时钟是否有效，功率损耗，时钟精确性等因素。

例如，如果功率损耗是主要考虑因素，当用DMP处理加速度计数据时，使陀螺仪关闭，这时最好选择内部振荡器作时钟；

而陀螺仪工作的时候，使用其自带时钟可以保证更好的时钟精确性。

当MPU-60X0初次启动时，要先使用其内部时钟，直到系统设置准备好使用其他时钟源，所以比方说要使用MEMS振荡器，就必须等到它可以稳定工作。

9.2传感器数据寄存器传感器数据寄存器包含了最新的陀螺仪、加速度计、外接传感器以及温度数据，是只读的，通过串口连接。

数据可以随时读取，并可用中断函数来设置何时新的数据是可用的。

9.3FIFOMPU-60X0包含一个1024字节的FIFO寄存器。

FIFO配置寄存器可以决定什么让什么数据进入，可选陀螺仪、加速度计、温度、外部传感器，以及FSYNC输入。

一个FIFO计数器可以跟踪存入FIFO的字节数。

9.4中断由中断配置寄存器设置。

可配置的项目包括INT引脚设置，中断关闭和清除方法，以及中断触发。

可以触发中断的事件有：

（1）切换时钟源；

（2）DMP完成；

（3）有新的数据可供读取（从FIFO和数据寄存器）；

（4）加速度计中断；

（5）MPU-60X0未收到外接传感器的回应（辅助I2C总线）。

中断状态可以从中断状态寄存器读出。

9.5数字输出温度传感器片上的温度