【Arduino101教程】IMU中断检测

奈何col

除了姿态检测外，IMU还可以用于设备运动状态的检测。CurieIMU自带了多种运动状态检测模式，检测到相关状态后，可以生成一个中断事件，并执行相应的中断函数。

要使用该功能，需要先定义一个中断函数：

static void eventCallback() {    //函数内容    }

中断函数应无参数无返回值。

与I/O的中断类似，IMU中断同样需要指定中断函数和中断模式。中断函数的设置语句如下：

//设置中断函数    CurieIMU.attachInterrupt(eventCallback);

eventCallback即中断函数名，当中断触发后，会运行该函数名对应的中断函数。

中断模式设置语句如下：

//设置中断模式    CurieIMU.interrupts(CURIE_IMU_MODE);

其中参数CURIE_IMU_MODE为中断模式，CurieIMU支持的中断模式如表x-xx

中断模式	对应枚举值
自由落体	CURIE_IMU_FREEFALL
震动检测	CURIE_IMU_SHOCK
运动检测	CURIE_IMU_MOTION
零移检测	CURIE_IMU_ZERO_MOTION
计步功能	CURIE_IMU_STEP
单击检测	CURIE_IMU_TAP
敲击并震动检测	CURIE_IMU_TAP_SHOCK
敲击并禁止检测	CURIE_IMU_TAP_QUIET
双击检测	CURIE_IMU_DOUBLE_TAP

当设定的中断模式被触发后，即会运行中断函数eventCallback。

如果不再需要IMU中断，则可以使用中断分离语句关闭中断功能。语句如下：

CurieIMU.detachInterrupt();

利用CurieIMU中断，我们可检测Genuino101是否在移动的，并得知移动方向。可通过Arduino IDE菜单>文件>示例>CurieIMU> ZeroMotionDetect 打开运动检测示例，示例程序如下：

/*        Copyright (c) 2016 Intel Corporation.   All rights reserved.        See the bottom of this file for full license terms.    */       /*        This sketch example demonstrates how the BMI160 accelerometer on the        Intel(R) Curie(TM) module can be used to detect zero motion events    */       #include "CurieIMU.h"       boolean ledState = false;          // state of the LED    void setup() {       Serial.begin(9600); // initialize Serial communication       while(!Serial) ;    // wait for  serial port to connect.          /* Initialise the IMU */       CurieIMU.begin();       CurieIMU.attachInterrupt(eventCallback);          /* Enable Zero Motion Detection */       CurieIMU.setDetectionThreshold(CURIE_IMU_ZERO_MOTION, 50);  // 50mg       CurieIMU.setDetectionDuration(CURIE_IMU_ZERO_MOTION, 2);    // 2s       CurieIMU.interrupts(CURIE_IMU_ZERO_MOTION);          /* Enable Motion Detection */       CurieIMU.setDetectionThreshold(CURIE_IMU_MOTION, 20);      // 20mg       CurieIMU.setDetectionDuration(CURIE_IMU_MOTION, 10);       // trigger times of consecutive slope  data points       CurieIMU.interrupts(CURIE_IMU_MOTION);          Serial.println("IMU initialisation complete, waiting for events...");    }       void loop() {       // if zero motion is detected, LED will be turned up.       digitalWrite(13, ledState);    }       static void eventCallback(void){       if (CurieIMU.getInterruptStatus(CURIE_IMU_ZERO_MOTION)) {         ledState = true;         Serial.println("zero motion detected...");       }         if (CurieIMU.getInterruptStatus(CURIE_IMU_MOTION)) {         ledState = false;         if (CurieIMU.motionDetected(X_AXIS, POSITIVE))           Serial.println("Negative motion detected on X-axis");         if (CurieIMU.motionDetected(X_AXIS, NEGATIVE))           Serial.println("Positive motion detected on X-axis");         if (CurieIMU.motionDetected(Y_AXIS, POSITIVE))           Serial.println("Negative motion detected on Y-axis");         if (CurieIMU.motionDetected(Y_AXIS, NEGATIVE))           Serial.println("Positive motion detected on Y-axis");         if (CurieIMU.motionDetected(Z_AXIS, POSITIVE))           Serial.println("Negative motion detected on Z-axis");         if (CurieIMU.motionDetected(Z_AXIS, NEGATIVE))           Serial.println("Positive motion detected on Z-axis");       }      }

编译上传以上程序，打开串口监视器，并将Genuino 101移动或保持静止，可见串口输出类似信息：

当Genuino 101静止时，CurieIMU.getInterruptStatus(CURIE_IMU_ZERO_MOTION)会返回true；而运动时，CurieIMU.getInterruptStatus(CURIE_IMU_MOTION)会返回true。而使用CurieIMU.motionDetected(X_AXIS,POSITIVE)可以检测该运动是否延着X轴正方向，如果是该函数会返回true。

利用IMU的中断检测功能，可以制作一个非接触式开关LED试验。试验代码如下：

#include  "CurieIMU.h"       bool  state=false;    void  setup() {      pinMode(13,OUTPUT);      CurieIMU.begin();      CurieIMU.attachInterrupt(eventCallback);         // Increase Accelerometer range to allow  detection of stronger taps (< 16g)      CurieIMU.setAccelerometerRange(32);      CurieIMU.setAccelerometerRate(1600);         // Reduce threshold to allow detection of  weaker taps (>= 100mg)       CurieIMU.setDetectionThreshold(CURIE_IMU_TAP, 100);         // Enable Tap detection      CurieIMU.interrupts(CURIE_IMU_TAP);    }       void  loop() {    }       static  void eventCallback()    {      if  (CurieIMU.getInterruptStatus(CURIE_IMU_TAP)) {        state =!state;        digitalWrite(13,state);      }    }

编译并上传以上代码后，将Genuino 101平放在桌面上，敲击桌面，即可控制板载LED灯的亮灭。

相关IMU的应用案例还有很多，如计步器。计步器是基于IMU功能的常见应用，智能手机、智能手表几乎都具备此功能，CurieIMU自带四种记步模式，可以满足多种场合的计步需求。

模式	对应枚举值
正常模式	CURIE_IMU_STEP_MODE_NORMAL
敏感模式	CURIE_IMU_STEP_MODE_SENSITIVE
健壮模式	CURIE_IMU_STEP_MODE_ROBUST
未知模式	CURIE_IMU_STEP_MODE_UNKNOWN

通常使用正常模式即可，语句如下：

// 切换到正常计步模式    CurieIMU.setStepDetectionMode(CURIE_IMU_STEP_MODE_NORMAL);    // 开启计步功能    CurieIMU.setStepCountEnabled(true);

完整示例程序如下：

#include "CurieIMU.h"       boolean stepEventsEnabeled = true;    long lastStepCount = 0;       void setup() {       Serial.begin(9600);       while(!Serial) ;       // 初始化IMU       CurieIMU.begin();       // 切换到正常计步模式       CurieIMU.setStepDetectionMode(CURIE_IMU_STEP_MODE_NORMAL);       // 开启计步功能       CurieIMU.setStepCountEnabled(true);          if (stepEventsEnabeled) {         // 关联中断函数    CurieIMU.attachInterrupt(eventCallback);    // 启用步数检测中断         CurieIMU.interrupts(CURIE_IMU_STEP);         Serial.println("IMU initialisation complete, waiting for  events...");      }    }       void loop() {       //在loop中定时检查步数并输出，而不使用计步事件通知       if (!stepEventsEnabeled) {         updateStepCount();      }       delay(1000);    }       static void updateStepCount() {       // 获取步数       int stepCount = CurieIMU.getStepCount();       // 如果步数有更新，则串口输出       if (stepCount != lastStepCount) {         Serial.print("Step count: ");         Serial.println(stepCount);         // 保存步数，用以下一次比较         lastStepCount = stepCount;      }    }       static void eventCallback(void) {       if (CurieIMU.stepsDetected())         updateStepCount();    }

编译上传以上程序，并打开串口监视器，模拟走路姿势摇动Genuino 101，即可看到串口输出步数信息。

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本教程分为五部分：
1.配置IMU及获取数据   http://www.arduino.cn/thread-42850-1-1.html
2.结算AHRS姿态   http://www.arduino.cn/thread-42851-1-1.html
3.姿态数据可视化   http://www.arduino.cn/thread-42852-1-1.html
4.IMU中断检测   http://www.arduino.cn/thread-42853-1-1.html
5.神经元与机器学习   http://www.arduino.cn/thread-42854-1-1.html