MPU-9250
产品中文说明书
1.0 版
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目录
1. 产品信息 ................................................................................................................................... 4
1.1 版本历史............................................................................................................................. 4
? 翻译者的话 ........................................................................................................................... 4
1.2 文档说明 ....................................................................................................................... 5
1.3 产品概述 ....................................................................................................................... 5
应用领域 ........................................................................................................................... 5
1.4
2 特性 ............................................................................................................................................... 6
2.1 陀螺仪特性 ......................................................................................................................... 6
2.2 加速度特性 ........................................................................................................................ 6
2.3 电子罗盘特性 .................................................................................................................... 6
2.4 其他特性............................................................................................................................ 7
2.5 应用建议............................................................................................................................ 7
3 电气特性........................................................................................................................................ 8
3.1 陀螺仪参数 ......................................................................................................................... 8
3.2 加速度参数 ......................................................................................................................... 9
3.3 磁力计参数 ....................................................................................................................... 10
3.4 电气特性........................................................................................................................... 11
3.4.1 D.C.电气特性 ......................................................................................................... 11
3.4.2 A.C.电气特性 ......................................................................................................... 12
3.4.3 其他特性....................................................................................................................... 14
3.5 I2C 时序特性 .................................................................................................................... 15
3.6 SPI 时序特性 ..................................................................................................................... 16
4 使用说明...................................................................................................................................... 19
4.1 引脚功能说明 ................................................................................................................... 19
4.2 典型电路.......................................................................................................................... 20
4.3 周围电路元器件清单 ....................................................................................................... 20
4.4 内部框图........................................................................................................................... 21
4.5 概述 .................................................................................................................................. 22
4.6 16 位 ADC 三轴陀螺仪信号输出及调理 ......................................................................... 22
4.7 16 位 ADC 三轴加速度信号输出及调理 ....................................................................... 22
4.8 16 位 ADC 三轴磁力计信号输出及调理 ...................................................................... 22
4.9 运动数字处理引擎(DMP) ........................................................................................... 23
4.10 主 I2C 及 SPI 通信.......................................................................................................... 23
4.11 辅助 I2C 芯片通讯 ...................................................................................................... 23
4.12 自检模式........................................................................................................................ 24
4.13 MPU-250 I2C 通信解决方案 .......................................................................................... 25
4.14 MPU-9250 SPI 通信解决方案 ......................................................................................... 26
4.15 时钟方案........................................................................................................................ 26
4.16 数据寄存器 .................................................................................................................... 27
4.17 FIFO 数据缓存区 ............................................................................................................ 27
4.18 中断功能........................................................................................................................ 27
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4.19 温度数字输出 ................................................................................................................. 28
4.20 稳压偏置........................................................................................................................ 28
4.21 电荷泵............................................................................................................................ 28
4.22 标准供能方案 ................................................................................................................ 28
4.23 电源和复位规则 ............................................................................................................ 28
5 硬件新技术.................................................................................................................................. 29
6 可编程中断.................................................................................................................................. 30
6.1 运动唤醒中断 ................................................................................................................... 30
7 数字接口...................................................................................................................................... 32
7.1 I2C 和 SPI 接口 .................................................................................................................. 32
I2C 通信 ...................................................................................................................... 32
7.2
7.3 I2C 通信协议 ................................................................................................................. 32
I2C 符号说明 ............................................................................................................. 34
7.4
SPI 通讯协议 ............................................................................................................... 35
7.5
8 串行接口................................................................................................................................... 36
8.1 I2C 使用方案 .................................................................................................................... 36
9 封装 ............................................................................................................................................. 37
9.1 轴定位.............................................................................................................................. 37
10 封装号 ...................................................................................................................................... 39
11 产品测试................................................................................................................................... 40
11.1 质量测试标准 ................................................................................................................. 40
11.2 测试方案........................................................................................................................ 40
12 参考说明................................................................................................................................... 41
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1. 产品信息
1.1 版本历史
时间
12/23/14
版本
1.0
? 翻译者的话
描述
首款 9 轴中文资料 V1.0 版,翻译 V1.0 版
MPU9250 英文资料,造福广大 9 轴中文开发及爱
好者
本次的翻译为 V1.0 翻译第一版,可能某些地方翻译不是很准确。
如果您有疑议,请发意见或建议至 terminaterfxy@hotmail.com
或者在新浪微博私信出迷者。本人将做不定期的更新。如果有新
版本放出,将通过微博通知,其他方式赎不通知。感谢支持。
说明:与此文档配套的还有 MPU-9250 寄存器手册中文版。
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1.2 文档说明
本说明书只提供基础的产品设计及规格设计的信息。本芯片采用 QFN 封装,封装大小只
有 3XX1mm。
若产品规格发生改变,恕不另行通知。最终效果取决于产品特性。若想查看寄存器,请
查阅寄存器文档。
1.3 产品概述
MPU9250 是一个 QFN 封装的复合芯片(MCM),它由 2 部分组成。一组是 3 轴加速度还
有 3 轴陀螺仪,另一组则是 AKM 公司的 AK8963 3 轴磁力计。所以,MPU9250 是一款 9
轴运动跟踪装置,他在小小的 3X3X1mm 的封装中融合了 3 轴加速度,3 轴陀螺仪以及
数字运动处理器(DMP)并且兼容 MPU6515。其完美的 I2C 方案,可直接输出 9 轴的全
部数据。一体化的设计,运动性的融合,时钟校准功能,让开发者避开了繁琐复杂的
芯片选择和外设成本,保证最佳的性能。本芯片也为兼容其它传感器开放了辅助 I2C
接口,比如连接压力传感器。
MPU9250 的具有三个 16 位加速度 AD 输出,三个 16 位陀螺仪 AD 输出,三个 6 位磁力
计 AD 输出。精密的慢速和快速运动跟踪,提供给客户全量程的可编程陀螺仪参数选
择(±250,±500,±1000,and±2000 °/秒(dps)),可编程的加速度参数选择±2g,
±4g,±8g,±16g,以及最大磁力计可达到±4800uT。
其他业界领先的功能还有可编程的数字滤波器,40-85℃时带高精度的 1%的时钟漂移,
嵌入了温度传感器,并且带有可编程中断。该装置提供 I2C 和 SPI 的接口,2.4-3.6V
的供电电压,还有单独的数字 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
模式下直接读取传感器和中断寄存器。
采用 CMOS-MEMS 的制作平台,让传感器以低成本的高性能集成在一个 3x3x1mm 的芯片
内,并且能承受住 10,000g 的震动冲击。
1.4 应用领域
无需触碰操作的技术
手势控制
体感游戏控制器
位置查找服务
手机等便携式游戏设备
PS4 或 XBOX 等游戏手柄控制器
3D 电视遥控器或机顶盒,3D 鼠标
可穿戴的健康智能设备
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2 特性
2.1 陀螺仪特性
三轴陀螺仪的特性:
用户可编量程(±250,±500,±1000 度/秒)三轴(x,y,z)16 位 ADC 角速度数字输出
可编程数字低通滤波
陀螺仪工作电流:3.2mA
休眠模式电流:8uA
出厂灵敏度校准
自我检测
2.2 加速度特性
三轴加速度计的特性:
用户可编量程(±2g,±4g,±8g,±16g)三轴 16 位 ADC 加速度数字输出
加速度计正常工作电流:450uA
低功耗模式电流:0.98Hz---8.4uA 31.25Hz----19.8uA
休眠模式电流:8uA
用户可编程中断
运动中断唤醒功能
自我检测
2.3 电子罗盘特性
磁场计的特性:
3 轴单片霍尔传感器
大量程低功耗高精度
14 位(0.6uT/LSB)和 16 位(15uT/LSB)的分辨率输出
最大±4800uT 的测量范围
磁力计的正常工作电流:280uA—8Hz
内部自我检测功能
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2.4 其他特性
MPU250 包含以下的额外特性:
辅助 I2C 总线可读外部其他传感器(比如读取气压传感器)
9 轴和 DMP 开始工作时耗电 3.5mA
VDD 供能电压范围 2.4-3.6V
VDDIO 为辅助 I2C 设备提供参考电压
目前最薄最小 QEN 设备:3x3x1mm
最小的 9 轴交叉轴传感器
512 字节的 FIFO 数据缓冲区
数字温度传感器
可编程的数字滤波器
10,000g 防震
全寄存器 I2C 通信最快达到 400KHz
全寄存器 SPI 通讯达到 1MHz
20MHz 的 SPI 读取速度并带中断寄存器
MEMS 结构晶圆级密封
符合 RoHS 绿色环保要求
2.5 应用建议
内部自带的运动处理器可以做运动处理。可编程中断可以用来做低功耗的手势识别。
可以单独开启低功耗 DMP 记步器而让主机休眠。
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3 电气特性
3.1 陀螺仪参数
典型工作电路请参阅 4.2 章节,VDD =2.5V, VDDIO=2.5V,TA=25℃,除非另外说明。
参数
条件
最小值
典型值
最大值
全部量程
陀螺仪字长
灵敏度
灵敏度测试温度
灵敏度适用温度范围
非线性
交叉轴灵敏度
ZEO 差
ZEO 温度变化范围
RMS 噪声
噪声密度
陀螺仪采样频率
低通滤波响应
陀螺仪启动时间
输出速率
FS_SEL=0
FS_SEL=1
FS_SEL=2
FS_SEL=3
FS_SEL=0
FS_SEL=1
FS_SEL=2
FS_SEL=3
25℃
-40°C--- +85℃
25℃时最接近直线
25°C
-40°C 到+85°C
DLPFCFG=2 (92 Hz)
可编程范围
睡眠模式
可编程,正常模式
25
5
4
±250
±500
±1000
±2000
16
131
65.5
32.8
16.4
±3
±4
±0.1
±2
±5
±30
0.1
0.01
27
35
29
250
8000
单位
º/s
º/s
º/s
º/s
Bits
LSB/(º/s)
LSB/(º/s)
LSB/(º/s)
LSB/(º/s)
%
%
%
%
º/s
º/s
º/s-rms
º/s/√Hz
KHz
Hz
ms
Hz
表 1 陀螺仪规格
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