ADISl6300四自由度IMU在姿态测量中的应用
来源:电子工程世界 作者:—— 时间:2010-09-09 09:35
3 ADISl6300基本操作
3.1 ADISl6300的SPI连接
ADISl6300是一个全数字接口的智能传感器系统,其SPI接口与各种微处理器SPI主控制器件接线如图3所示。微处理器作为SPI主器件各引脚功能分别为:为从器件选择;IRQ为中断请求;MOSI为主器件输出,从器件输入;MISO为器件输入,从器件输出;SCLK为连续时钟。AD-ISl6300对SPI时钟需满足:正常模式下SCLK不高于2 MHz:数据进发模式下SCLK不高于1 MHz;在低电压模式下SCLK不高于300 kHz。
3.2 传感器数据读取
通过ADISl6300的SPI接口可读取其传感器的供电电压,陀螺仪值,X,Y,Z轴加速度值,温度值,纵摇角,横摇角等数据。根据ADISl63 00读取数据时序,读取每个寄存器的内容分为两步,即2个16位的时序:第1个16位时序向ADISl6300写入读取命令和寄存器地址;第2个16位时序将对应寄存器内容发送至DOUT数据线上。例如:如果第1个16位时序DIN=0x0A00,那么第2个时序时,XACCL_OUT(X轴加速度值)将被发送到DOUT数据线上。
数据进发模式是连续读取ADISl6300数据的最好方式。在10个连续的时序周期内,9个常用寄存器数据可方便读到,它们分别是:SUPPLY _0UT(供电电压)、GYRO_OUT(陀螺仪)、XACCL_OUT(X轴加速度)、YACCL_0UT(Y轴加速度)、ZACCL_0UT(Z轴加速度)、TEMP_0UT(温度)、PITCH_ 0UT(俯仰角)、0LL_OUT(横滚角)和AUX_ADC(ADC转换结果)。数据进发模式操作为:在连续10个时序周期内,DIN引脚对应的10个输入数据以0011 111O 0000 0000(Ox3E00)开始,之后9个数据可任选,同时在DOUT引脚上依次输出如上所述9个输出寄存器内的数据。
3.3 数据处理
表1说明了ADISl6300数据输出的格式和比例因子。从表1中可知,SUPPLY_0UT和AUX_ADC数据格式都为12位的二进制数据,各惯性传感器输出的数据格式均为14位2的补码,温度传感器输出数据格式和AUX_ADC数据格式都是12位2的补码,而横摇角和纵摇角数据格式为13位的2的补码。也就是说0x0000是0LSB.0x0001是+1 LSB,2n-1(n=12,13,14)为-1 LSB,LSB为满量程输入范围的最小单位。若为GYRO_0UT时,1 LSB=O.05(°)/s。下式可用来将输出数据转换成浮点形式的姿态数据。
式中,DATA_OUTi为表1中输出数据,OUTi为转换后浮点形式的姿态数据,Scale为表1中最小单位,n为表1中数据位数。
例如:GYR0_0UT=0x384A,由于,则角速率Rate=(0x4000-Ox384A)×(-0.05)(°)/s=1206x(-0.05)(°)/s=-60.3(°)/s。因此,根据传感器方向坐标定义,当GYRO 0UT为0x384A时,表示传感器z轴以60.3(°)/s的角速率逆时钟旋转。
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