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一、ICM-20602概述

ICM-20602是TDK InvenSense（原应美盛）推出的高性能六轴MEMS运动传感器，集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计，支持I²C（400kHz）和SPI（10MHz）通信协议，封装为紧凑的3x3x0.75mm LGA-16。其关键特性包括：

陀螺仪：可编程量程±250/500/1000/2000dps，噪声密度±4mdps/√Hz。
加速度计：可编程量程±2/4/8/16g，噪声密度100μg/√Hz。
其他功能：1KBFIFO缓冲区、嵌入式温度传感器、可编程中断和数字滤波器，工作电压1.71~3.45V。
典型应用包括无人机姿态控制、可穿戴设备、工业物联网等。

二、硬件设计要点

1.电路连接

电源设计：需配置VDD（主电源）和VDDIO（数字接口电源），均支持1.71~3.45V。推荐使用0.1μF（X7R）和2.2μF（X7R）电容进行去耦。

SPI接口：

引脚定义：SCLK（时钟）、MOSI（主机输出）、MISO（主机输入）、CS（片选）。
空闲时SCLK保持高电平，数据在上升沿采样。
I²C接口：需外接10kΩ上拉电阻。

2.典型电路示例

SPI模式：连接MCU的SPI主设备，CS引脚由GPIO控制。
传感器轴方向：参考数据手册定义X/Y/Z轴的物理方向，避免数据解算错误。

三、软件配置流程

1.初始化配置

复位与唤醒：

通过寄存器PWR_MGMT_1（0x6B）解除休眠模式，禁用低功耗模式。

通信接口选择：

SPI模式需将I²C地址引脚（AD0）拉高或悬空。

2.传感器参数配置

量程选择：

陀螺仪：通过GYRO_CONFIG（0x1B）的FS_SEL位设置量程（如±2000dps对应0x18）。
加速度计：通过ACCEL_CONFIG（0x1C）的AFS_SEL位设置量程（如±16g对应0x18）。

采样率与滤波：

设置SMPLRT_DIV（0x19）分频系数，结合CONFIG（0x1A）的DLPF参数调整输出数据速率（ODR）。

3.FIFO与中断配置

启用FIFO：通过FIFO_EN（0x23）选择存储加速度计、陀螺仪或温度数据。
中断触发：配置INT_ENABLE（0x38）实现数据就绪或FIFO溢出中断。

四、数据读取与处理

1.数据寄存器地址

加速度计：ACCEL_XOUT_H（0x3B）至ACCEL_ZOUT_L（0x40）。
陀螺仪：GYRO_XOUT_H（0x43）至GYRO_ZOUT_L（0x48）。
温度：TEMP_OUT_H（0x41）和TEMP_OUT_L（0x42）。

2.数据处理

单位转换：

加速度：实际值=原始值×量程/32768（如±16g对应0.488mg/LSB）。
陀螺仪：实际值=原始值×量程/32768（如±2000dps对应0.061dps/LSB）。

温度补偿：读取温度数据后，根据传感器特性校准陀螺仪漂移。

五、调试与优化

自检功能：通过SELF_TEST_X等寄存器（0x0D~0x0F）验证传感器输出是否在合理范围。
低功耗模式：利用FIFO和中断实现突发读取，降低MCU唤醒频率。
滤波算法：结合数字低通滤波器（DLPF）或软件滤波（如滑动平均）抑制噪声。

六、常见问题

通信失败：检查SPI时钟极性（CPOL=0，CPHA=0）及CS引脚时序。
数据漂移：校准零偏（通过XG_OFFS_TC等寄存器）并启用温度补偿。

总结

通过以上步骤，开发者可快速实现ICM-20602的传感器数据采集与处理，适用于姿态解算、运动跟踪等复杂应用场景。