任务介绍

题目要求：设计一款IMU模块

1. 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
2. 板卡尺寸：小于60mmx40mm
3. 包含信号：信号输出口，+3.3V、GND
4. 主要器件：需在DigiKey官网上有货且正常售卖

模块介绍

根据任务要求本次我选用的是ICM-42688-P芯片设计了一款MU模块，此模块是一款专为车载和工业应用设计的高性能惯性测量单元（IMU），集成三轴 MEMS 速率陀螺仪、三轴 MEMS 加速度计（（支持 20 位 FIFO 高分辨率数据，多量程可选），配备 I3CSM、I2C 和 SPI 通信接口，具备自检、时钟管理、FIFO 缓存、多类型中断触发等系统级功能，内置数字温度传感器用于温度补偿，支持出厂偏置校准和动态补偿。

电源供电管脚：

• Pin1 - 3.3v供电接口
• Pin2 - 地

ICM-42688-P芯片DigiKey接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/tdk-invensense/ICM-42688-P/10824934?s=N4IgTCBcDaIAQEkDCBZAtAFjANgBy5AF0BfIA

原理图和PCB模块介绍

原理图

PCB

ICM-42688-PIMU模块PCB由一个8P2.54排针引出接口分别为VCC,GND,AD0,SDA,SCL,CS,IN1,IN2。

3D效果图

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

ICM-42688-P 是一款专为车载和工业应用设计的高性能惯性测量单元（IMU），集成三轴 MEMS 速率陀螺仪、三轴 MEMS 加速度计（（支持 20 位 FIFO 高分辨率数据，多量程可选），配备 I3CSM、I2C 和 SPI 通信接口，具备自检、时钟管理、FIFO 缓存、多类型中断触发等系统级功能，内置数字温度传感器用于温度补偿，支持出厂偏置校准和动态补偿。

陀螺仪量程

具有±15.625、±31.25、±62.5、±125、±250、±500、±1000、±2000八种测量范围。

陀螺仪零偏

典型值：±0.5°/s；

温度敏感性：零偏温漂系数为 ±0.005°/s/°C。

主要特征

• ​官方数据手册：ICM-42688-P 数据手册
• ​集成功能：3轴加速度计 + 3轴陀螺仪
• ​测量范围：
• • 加速度：±2g、±4g、±8g、±16g（可配置）
  • 角速度：±250°/s、±500°/s、±1000°/s、±2000°/s（可配置）
• ​接口：支持I²C（最高1MHz）和SPI（最高24MHz）
• ​低功耗：
• • 加速度计低功耗模式：仅6.5µA
  • 陀螺仪低功耗模式：仅1.6mA
• ​高精度：
• • 加速度计噪声密度：90µg/√Hz
  • 陀螺仪噪声密度：4mdps/√Hz
• ​温度稳定性：内置温度传感器，支持自动校准
• ​数字信号处理：
• • 内置低通滤波器（可配置）
  • 运动检测（如自由落体、唤醒、敲击等）
• ​封装：3mm x 3mm x 0.86mm LGA封装
• ​工作温度：-40°C至+85°C

管脚定义

ICM-42688-P 支持I3CSM、I2C 和 SPI 三种通信接口模式，本次数据读取使用SPI通信接口。ICM-4688-P使用SPI通信时，具有如下特性

大端传输，即先传输MSB后传输LSB；

数据在 SCLK 的上升沿被锁存；

数据应在 SCLK 的下降沿进行转换；

SCLK 的最大频率为 24 MHz。

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

ICM42688是TDK InvenSense推出的一款高性能6轴MEMS运动传感器，集成了3轴加速度计和3轴陀螺仪，适用于AR/VR、无人机、智能手机、可穿戴设备等应用。

本次设计的IMU模块，让我进一步熟悉KICADPCB制作软件，希望自己的画板技术越来越好！！！