Формат кадра

Формат вывода данных через UART

В частном протоколе используется фиксированный формат кадра, который включает пять частей: заголовок кадра, номер кадра, длину данных, область данных, контрольную сумму.

Таблица Формат кадра

Идентификатор	Длина	Описание
Заголовок кадра	2 байта	Заголовок кадра, 0х59, 0х53
Номер кадра	2 байта	Номер кадра данных (1 ~ 60 000)
Длина данных	1 байт	Длина данных, максимальная 255
Область данных	0-255 байт	Эффективные данные пакета
Контрольная сумма 1	1 байт	Контрольная сумма
Контрольная сумма 2	1 байт	Контрольная сумма

Формат данных

Формат области данных представлено в следующей таблице:

Таблица Формат области данных

Пакет 1			….	Пакет N
Data ID	LEN	DATA	….	DATA ID	LEN	DATA

Таблица Формат области данных

Данные	DATA ID	LEN	DATA
Температура БЧЭ*	0x01	2	DATA1 – DATA2
Линейное ускорение	0x10	12	DATA1 – DATA12
Угловая скорость	0x20	12	DATA1 – DATA12
Нормализованное значение магнитного поля	0x30	12	DATA1 – DATA12
Интенсивность магнитного поля	0x31	12	DATA1 – DATA12
Угол Эйлера	0x40	12	DATA1 – DATA12
Кватернион	0x41	16	DATA1 – DATA16
Отметка времени сэмпла	0x51	4	DATA1 – DATA4
Отметка времени синхронного вывода	0x52	4	DATA1 – DATA4

Таблица Соотношение преобразования данных

Данные	Номер	Преобразование	Ед. изм.
Температура БЧЭ	DATA1 (DATA[7:0])	temp_imu = DATA *0.01	°C
Температура БЧЭ	DATA2 (DATA[15:8])	temp_imu = DATA *0.01	°C
Линейное ускорение	DATA1 (DATA[7:0])	ax = DATA *0.000001	м/с²
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	ay = DATA *0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	az = DATA *0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Угловая скорость	DATA1 (DATA[7:0])	wx = DATA *0.000001	°/с
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	wy = DATA *0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	wz = DATA *0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Нормализованное магнитное поле	DATA1 (DATA[7:0])	mx = DATA *0.000001	нормализованное значение
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	my = DATA *0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	mz = DATA *0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Интенсивность магнитного поля	DATA1 (DATA[7:0])	mx = DATA *0.001	мГс
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	my = DATA *0.001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	mz = DATA *0.001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Угол Эйлера	DATA1 (DATA[7:0])	pitch = DATA *0.000001	°
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	roll = DATA *0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	yaw = DATA *0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Кватернион	DATA1 (DATA[7:0])	q0 = DATA * 0.000001	–
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	q1 = DATA * 0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	q2 = DATA * 0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
	DATA13 (DATA[7:0])	q3 = DATA * 0.000001
	DATA14 (DATA[15:8])
	DATA15 (DATA[23:16])
	DATA16 (DATA[31:24])
Отметка времени сэмпла	DATA1 (DATA[7:0])	Sampling_timestamp = DATA	мкс
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
Отметка времени синхронного вывода	DATA1 (DATA[7:0])	Sync_out_timestmp = DATA	мкс
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])

Как указано в таблице и на рисунке ниже, вычислительная формула представлена в следующем примере.

Заголовок	TID	LEN	MESSAGE	СК1	СК2

Предполагая, что в диапазоне проверки имеется N байт (буфер[N]), формула расчета выглядит следующим образом:

Формат кадра

Формат кадра протокола UART для взаимодействия

Формат протокола командного взаимодействия ИМ-15К отличается от формата вывода сообщений по умолчанию. Структура кадра включает: заголовок кадра, класс данных, оператор, длина данных, область данных, контрольная сумма. Представлено в следующей таблице:

Таблица Формат кадра

Идентификатор	Длина	Описание
Заголовок кадра	2 байта	Начальный байт данных, 0х59, 0х53
Класс данных	1 байт	Категория данных
Оператор	3 бита	Запрос или запись
Длина данных	13 бит	Длина данных, максимальное значение 8191
Данные	0-8191 байт	Эффективные данные пакета
Контрольная сумма 1	1 байт	Контрольная сумма
Контрольная сумма 2	1 байт

Метод вычисления контрольной суммы

Полная кадр данных должна быть защищена контрольной суммой, которая вычисляется с учетом данных с класса данных до последнего байта данных. Представлено в следующей таблице:

Заголовок кадра	Класс данных	Оператор	Длина данных	Область данных	CK1	CK2
0x59 0x53	Диапазон, в пределах которого должна быть вычислена контрольная сумма				–	–

Формат протокола I2C для обмена данными

Шина I2C использует более компактную систему команд, используя адрес регистра выборки IMU, как в обычном методе чтения IMU.

Формат отправки данных по шине I2C представлен в следующей таблице:

Master/Slave	ST	SAD+W	SAK	SUB	SAK	SR	SAD+R	SAK	DATA	MAK	DATA	NMAK	SP

Примечание:
SAD: Slave address
ST: START Condition
SR: Repeated START
SP: STOP Condition
SUB: 8-bit sub-address, always is register address
W: Write operation
R: Read operation
MAK: Master Acknowledge
NMAK: No Master Acknowledge
SAK: Slave Acknowledge

Определение адреса регистра представлено в следующей таблице:

Таблица Определение адреса регистра

Данные	DATA ID	LEN	DATA
Температура БЧЭ	0x01	2	DATA1 – DATA2
Линейное ускорение	0x10	12	DATA1 – DATA12
Угловая скорость	0x20	12	DATA1 – DATA12
Нормализованное значение магнитного поля	0x30	12	DATA1 – DATA12
Интенсивность магнитного поля	0x31	12	DATA1 – DATA12
Угол Эйлера	0x40	12	DATA1 – DATA12
Кватернион	0x41	16	DATA1 – DATA16
Отметка времени сэмпла	0x51	4	DATA1 – DATA4
Отметка времени синхронного вывода	0x52	4	DATA1 – DATA4

Таблица Соотношение преобразования данных

Данные	Номер	Преобразование	Ед. изм.
Температура БЧЭ	DATA1 (DATA[7:0])	temp_imu = DATA * 0.01	°C
Температура БЧЭ	DATA2 (DATA[15:8])	temp_imu = DATA * 0.01	°C
Линейное ускорение	DATA1 (DATA[7:0])	ax = DATA * 0.000001	м/с²
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	ay = DATA * 0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	az = DATA * 0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Угловая скорость	DATA1 (DATA[7:0])	wx = DATA * 0.000001	°/с
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	wy = DATA * 0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	wz = DATA * 0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Нормализованное значение магнитного поля	DATA1 (DATA[7:0])	mx = DATA * 0.000001	нормализованное значение
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	my = DATA * 0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	mz = DATA * 0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Интенсивность магнитного поля	DATA1 (DATA[7:0])	mx = DATA * 0.001	мГс
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	my = DATA * 0.001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	mz = DATA * 0.001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Угол Эйлера	DATA1 (DATA[7:0])	pitch = DATA * 0.000001	°
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	roll = DATA * 0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	yaw = DATA * 0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
Кватернион	DATA1 (DATA[7:0])	q0 = DATA * 0.000001	–
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
	DATA5 (DATA[7:0])	q1 = DATA * 0.000001
	DATA6 (DATA[15:8])
	DATA7 (DATA[23:16])
	DATA8 (DATA[31:24])
	DATA9 (DATA[7:0])	q2 = DATA * 0.000001
	DATA10 (DATA[15:8])
	DATA11 (DATA[23:16])
	DATA12 (DATA[31:24])
	DATA13 (DATA[7:0])	q3 = DATA * 0.000001
	DATA14 (DATA[15:8])
	DATA15 (DATA[23:16])
	DATA16 (DATA[31:24])
Отметка времени сэмпла	DATA1 (DATA[7:0])	Sampling_timestamp = DATA	мкс
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])
Отметка времени синхронного вывода	DATA1 (DATA[7:0])	Sync_out_timestmp = DATA	мкс
	DATA2 (DATA[15:8])
	DATA3 (DATA[23:16])
	DATA4 (DATA[31:24])

База знаний

Инерциальные измерительные блоки

Встроенные датчики движения и навигации

Основные математические принципы и условности

Установка инерциальных датчиков

Работа инерциальных датчиков

Материалы о технологиях

Курсовертикаль ИМ-15К

Формат кадра

Формат вывода данных через UART

Формат данных

Формат кадра протокола UART для взаимодействия

Метод вычисления контрольной суммы

Формат протокола I2C для обмена данными