任务介绍
本次选择的任务是做一款可以输出三轴数据的模块,具体任务如下:
设计一款IMU模块:设计一款IMU模块,可实现至少三轴的数据检测,例如加速度计、陀螺仪、磁力计等;
板卡尺寸:小于60mmx40mm;
包含信号:信号输出口,+3.3V、GND;
主要器件:需在DigiKey官网上有货且正常售卖。
我们本次选择的传感器是LIS2DW12三轴加速度传感器,该款传感器也是在得捷上呗广泛应用的模块,相关软件内容也是比较齐全的,便于后续的调试。
模块介绍
本次设计的模块主要基于LIS2DW12进行设计,LIS2DW12三轴加速度计是一款性能全面且优良的线性加速度模块,它具有16位数据输出、1.6~1.6KHz带宽、±2/4/8/16g的可选量程、低功耗(低至50nA)、低噪音(低至1.3mgRMS)、32级FIFO的优点。且该产品拥有两个独立的可编程中断及专用内部引擎,使得该产品可实现超多功能,例如获取三轴加速度、自由落体检测、自由落体中断、纵向/横向检测、朝向检测(6D/4D)、可配置的单击/双击识别、敲击中断、运动检测、运动唤醒以实现高级省电等。
基本特性如下:
工作电压:3.3V
工作电流:50nA(低功耗模式)/0.17mA(高性能模式)
接口方式:I2C/SPI
I2C地址:0x19(默认地址)/0x18(可选:SDO引脚拉低选中)
可选量程:±2g/±4g/±8g/±16g
工作温度范围:-40℃~+85℃
16位数据输出
频率/带宽:1.6Hz~1600Hz
超低噪声:1.3mgRMS(低功耗模式)
LIS2DW12TR芯片DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/stmicroelectronics/LIS2DW12TR/7348326
原理图和PCB模块介绍
原理图

PCB
本次的设计采用的是插针连接的方式,基本上把引脚和状态引脚引出来了,如果进行简单的应用只要用U3引脚内容就可以进行基本的通信,配置U2引脚的中断可以实现更多的实时性强的设计,模块比较小巧,我们参考了一些经典设计,留有4个定位孔用于安装固定。

3D效果图
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
核心芯片 | LIS2DW12 |
输出接口 | 排针 |
通信功能 | IIC/SPI |
板卡尺寸 | 15*20 |
供电电压 | 3.3V |
输出信号电平 | 3.3V |
管脚定义
输出接口U2:
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
I/O | SDO | 1 |
I/O | CS | 2 |
I/O | INT1 | 3 |
I/O | INT2 | 4 |
输出接口U3:
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
P | 3.3V | 1 |
P | GND | 2 |
I/O | SCL | 3 |
I/O | SDA | 4 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。
物料添加展示图
项目详情图
心得体会
本次参与项目的开发实际上有很多优秀的参考设计可以参考,也希望可以学习这个优秀设计的内容,进而锻炼自己的硬件设计能力和PCB的绘制能力,通过不断的模块化的设计可以尽可能多的接触更多的新器件,在了解其基本特性的前提下,学习使用他们,这是一次非常不错的机会,加油!