探索TDK SmartMotion DK-UNIVERSAL-I開發套件：硬件用戶指南

在當今的電子科技領域，開發套件對于工程師們快速評估和開發基于傳感器的解決方案至關重要。今天，我們就來深入了解一下TDK的SmartMotion Development Kit (DK) DK - UNIVERSAL - I，看看它能為我們帶來哪些便利和可能性。

文件下載：TDK InvenSense DK-UNIVERSAL-I SmartMotion開發套件.pdf

一、概述

TDK SmartMotion DK - UNIVERSAL - I是一款專為TDK InvenSense運動傳感器設備打造的綜合開發系統。該平臺圍繞Microchip SAM G55 MCU設計，能讓客戶快速評估和開發基于InvenSense傳感器的解決方案。其一大亮點是集成了板載嵌入式調試器，這意味著在對SAM G55 MCU進行編程或調試時，無需外部工具。

該套件還配備了必要的軟件，包括InvenSense Motion Link（一款基于GUI的開發工具）和嵌入式運動驅動程序（eMD）。eMD由一組API組成，可用于配置平臺的各個方面，如運動傳感器參數（全量程范圍FSR、輸出數據速率ODR、低功耗或低噪聲模式）以及傳感器與主機的接口（I2C、SPI）。此外，eMD還能在MCU上運行一些增強的運動功能，如傳感器融合、加速度計和陀螺儀校準，以及一些安卓功能（如游戲旋轉矢量、重力、線性加速度）。

二、介紹

2.1 功能概述

集成TDK InvenSense運動傳感器：為開發提供了核心的傳感能力。
支持磁性傳感器：可通過插入子板（DB）實現。
Microchip SAM G55微控制器：擁有512 KB閃存，為系統運行提供了強大的計算支持。
板載嵌入式調試器（EDBG）：方便進行編程和調試。
內置FTDI USB轉UART接口：實現快速的運動傳感器數據傳輸。
USB連接器：用于主機與軟件的調試和數據記錄，同時通過USB為板卡供電。

2.2 平臺概述

TDK SmartMotion Development Kit (DK) DK - UNIVERSAL - I是一個用于TDK傳感器產品評估和算法軟件開發的硬件單元，能為多種不同的應用開發提供靈活的解決方案。

三、快速設置

3.1 使用MotionLink軟件

下載并安裝MotionLink軟件：這是使用套件的第一步，確保從官方渠道獲取最新版本。
連接FTDI USB（CN6）到PC并打開MotionLink：按照圖2的框圖進行操作，開啟快速測試。
點擊“Start MotionLink”：進入GUI窗口。
刷新COM：若有需要，將EDBG USB（J500）連接到PC并刷新MCU固件。
點擊“Select and Configure Sensor Board”：找到正確的部件編號。
連接到串口并給板卡上電：完成這些步驟后，就可以開始進行測試了。如果在操作過程中遇到問題，可以點擊頂部欄的“Help”按鈕，查看MotionLink用戶手冊或獲取故障排除幫助。

3.2 連接器

TDK SmartMotion Platform Ver. I的連接器和接口有詳細的定義，如下表所示：	CONNECTOR NAME	CONNECTOR REF#
TDK Sensor EVB Connector	CN1	External TDK sensor EVB connector
Other Sensor DB	CN2/CN3	Daughter board connector for Mag sensor. PC interface only
TDK Sensor DB	CN4/CN5	Daughter board connector for TDK sensor.PC and SPI interfaces
FTDI USB	CN6	USB connector for FTDI USB to serial UART interface
JTAG Connector for SAMG55	CN7/CN8	JTAG Connector for SAMG55 debugging
EDBG LEDS	D500/D501	EDBG LEDs.D500 is green and D501 is yellow
Sensor I2C Selection	J1	Select host IC connections,or IMU sensor and other sensors
PWR Source Select	J2	Board power source selection
VDDIO Voltage Select	J3	Selects voltage level between 3.3V, 1.8V, 1.2V for VDDIO
Test pins	J4	Digital signal test pins
Extension 1	J200	Extension header 1. Has same function as J200 on Microchip's xplained - Pro board. Refer to http://www.atmel.com/lmages/Atmel - 42389 - SAM - G55 - Xplained - Pro_ User - Guide.pdf for more details
SAMG55 USB	J301	MCU SAM G55 USB connector

3.3 跳線設置

JUMPER	DESCRIPTION
J1	用于選擇哪個傳感器將連接到SAMG55主I2C，僅允許兩個跳線。例如，跳線在引腳1/2和3/4時，IMU傳感器主I2C連接到SAMG55 I2C主；跳線在引腳5/6和7/8時，其他傳感器I2C連接到SAMG55 I2C主，此時TDK IMU傳感器連接到SAMG55 SPI主。
J2	用于板卡電源源選擇，僅允許一個跳線。如跳線在引腳1/2時，板卡電源來自J500上的EDBG USB；跳線在引腳3/4時，板卡電源來自CN6上的FTDI USB；跳線在引腳5/6時，板卡電源來自J30上的SAMG55 USB。
J3	用于系統VDDIO電平選擇。跳線在引腳1/2時，VDDIO = 3.3V；跳線在引腳3/2時，VDDIO = 1.8V；跳線在引腳4/2時，VDDIO = 1.2V。
J4	有數字信號作為測試點，如引腳1為SPI / CS，引腳2為SPI SCLK、I2C SCL等。

四、高級信息

4.1 更新SAMG55固件硬件用戶指南

TDK SmartMotion Development Kit DK - UNIVERSAL - I與Microchip的SAMG55 Xplained Pro兼容，可用于更新和刷新固件。可通過鏈接http://www.atmel.com/Images/Atmel - 42389 - SAM - G55 - Xplained - Pro_User - Guide.pdf（從第5頁開始）下載Atmel Xplained Pro用戶指南。操作時，將EDBG（Atmel嵌入式調試器）USB端口通過USB電纜連接到PC。

4.2 TDK傳感器與SAM G55 MCU的連接

DK - UNIVERSAL - I是用于子板（DB）和評估板（EVB）的開發套件，板上未安裝傳感器。CN1用于連接外部TDK傳感器EVB，CN4/CN5用于連接TDK傳感器子板，支持PC和SPI接口。

4.3 連接其他傳感器

第三方傳感器若有不同的從地址，可通過子板連接到與TDK傳感器相同的SAM G55 MCU I2C總線。CN2/CN3專為其他傳感器子板插入設計，僅支持I2C，不支持SPI。

五、智能運動系統設計

5.1 系統框圖

板載EDBG MCU AT32UC3A4256HHB - C1UR允許用戶在不使用外部工具的情況下對主MCU SAM G55進行調試、跟蹤和編程。系統框圖展示了各個接口和資源的連接情況，如SPI - 5、TW - 6（I2C）、UART - 0等與板載傳感器、子板/評估板的連接。

5.2 主MCU SAM G55資源分配

SAM G55 RESOURCE	USAGE
UART 0 (PA9/10/25/26)	默認情況下，UART0連接到FTDI輸入。在使用J200上的Extension - 1時，可通過跳線J3斷開UART0與FTDI的連接。
TW6(I2C) (PB8/9)	TDK傳感器連接到該主I2C，板載傳感器從地址為0x69，子板和評估板上的傳感器從地址為0x68。
SPI5 (PA05/PA11/12/13/14)	SPI5主連接到TDK IMU傳感器，板載IMU/CS = PNCS1，評估板/子板IMU/CS = PNCS0。
GPIO (INTs) PB03/PB15/PA30/PA20/PA15	用于傳感器中斷輸入和其他智能功能。
TW4(I2C)	主I2C與EDBG MCU從I2C通信。
UART6	用于EDBG DGI - UART接口。
UART7	用于EDBG CDC - UART接口。

六、總結

TDK SmartMotion DK - UNIVERSAL - I開發套件為電子工程師在運動傳感器開發方面提供了一個強大而靈活的平臺。從快速設置到高級信息，再到系統設計，該套件都有詳細的說明和豐富的功能支持。不過，在使用過程中，我們需要仔細根據實際需求進行連接器和跳線的設置，以及合理分配SAM G55 MCU的資源。大家在使用這個套件的過程中，有沒有遇到過什么有趣的問題或者有什么獨特的使用經驗呢？歡迎在評論區分享。

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