PMW3901光流傳感器
概述
? ? ? ? PMW3901是中國臺灣省原相科技(PixArt)推出的一款芯片，它可以測量二維平面X軸和Y軸的相對運(yùn)動(dòng)偏移量（我個(gè)人理解成運(yùn)動(dòng)速度），類似于鼠標(biāo)，和鼠標(biāo)不同的是，這款芯片的工作距離是80mm到無窮遠(yuǎn)，淘寶價(jià)格大概在30塊錢一片，所以是理想的小無人機(jī)室內(nèi)定位的理想選擇，也就是大家所說的光流傳感器的核心芯片。
原理圖設(shè)計(jì)
? ? ? ? 芯片應(yīng)用電路圖如下圖所示（來自于官網(wǎng)技術(shù)手冊截圖）：
? ? ? ?其中VDD可承受的電壓范圍是1.8V~2.1V，VDDIO可承受的電壓范圍是1.8V~3.6V，芯片平均工作電流只有9ma；
? ? ? ? 也就是說，用一片LDO將5V或者3.3V轉(zhuǎn)成2V給PMW3901供電，注意原理圖VDD端口串聯(lián)有電阻，將會分去部分電壓，所以不要將VDD電壓調(diào)到1.8V，這樣工作的時(shí)候有可能會超出芯片正常工作電壓范圍，2V輸出的LDO有很多，例如國產(chǎn)南京微盟的ME6206A20M3G，https://item.szlcsc.com/139341.html。
? ? ? ? 而對于VDDIO，直接接3.3V，這樣就可以和STM32或者GD32這類3.3V處理器通過SPI直接通訊。
? ? ? ? PMW3901還有一個(gè)LED_N引腳，可以用來作為光源的控制信號，用來增加環(huán)境亮度，如果有需要可以增加。
PCB設(shè)計(jì)
? ? ? ? PCB設(shè)計(jì)只有一條需要注意，就是各個(gè)電容盡量靠近芯片相對應(yīng)的引腳，別的線只需要能連接上即可。
PCB焊接
? ? ? ? 這種類型的芯片，如果是手焊的話只能先在焊盤上上點(diǎn)錫，把芯片放上去，然后用熱風(fēng)槍從PCB背面來吹，但是要注意，這個(gè)芯片自帶了一顆小鏡頭，不要帶上這個(gè)鏡頭去用熱風(fēng)槍吹，鏡頭頂不住溫度會融化，芯片就報(bào)廢了。
? ? ? ? 正確做法是先把芯片吹到PCB上面焊接好，然后再撕去芯片鏡頭上面的保護(hù)膜，再把鏡頭安裝上去，鏡頭很小，用手摁進(jìn)去就行了，鏡頭沒有什么卡扣或者固定的設(shè)計(jì)，需要在外面點(diǎn)膠水或者使用別的方法固定。
? ? ? ? 安裝完成長這樣，鏡頭相對于芯片表面會高出一點(diǎn)點(diǎn)。
? ? ? ? 如果要拆芯片的時(shí)候也要記得先把鏡頭拆下來再吹。
通訊接口
? ? ? ? 除了SPI使用的四根線以外，芯片還有一個(gè)NRESET引腳和MOTION引腳，
NRESET：復(fù)位芯片，拉低復(fù)位芯片，上電啟動(dòng)的時(shí)候有用。
MOTION：中斷信號引腳，有運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)引腳會拉低，這樣會產(chǎn)生一個(gè)下降沿，這樣處理器可以用中斷的方式去處理。
? ? ? ? SPI使用模式0，通訊最大速率2Mhz，初始化SPI后，可以去讀取一下芯片的地址為0x00的寄存器或者地址為0x5F寄存器，這兩個(gè)寄存器的值不變且不為0或者0xFF。
對于地址0x00寄存器，如果讀出來的值為0x49，說明SPI通訊成功。
對于地址0x5F寄存器，如果讀出來的值為0xB6，說明SPI通訊成功。
? ? ? ? 對于讀操作，地址位保持不變，而對于寫操作，必須將最高位置1，也就是說，如果芯片寄存器地址位0x7F，如果要去寫這個(gè)寄存器，操作的地址就要變?yōu)?x7F | 0x80，也就是0xFF。
傳感器初始化
? ? ? ? 如果SPI通訊測試通過，接下來就應(yīng)該初始化傳感器，初始化必須嚴(yán)格按照如下順序：
上電，兩個(gè)電源達(dá)到對于的電壓范圍，兩個(gè)電源上電的時(shí)間差要小于100ms，100ms一般也不會有問題，畢竟一般都是一起上電。
等待至少40ms。
復(fù)位傳感器，有兩種操作方式，第一種是向0x3A寄存器寫入0x5A（按照前面的寫操作規(guī)則，0x3A需要變?yōu)?xBA），第二種是直接拉低前面提到的NRESET引腳，可以保持5ms，然后再拉高。
等待1ms，等待復(fù)位結(jié)束。
將0x02,，0x03,，0x04,，0x05，0x06按順序全部讀一遍。
加載配置
? ? ? ? 加載配置比較長，主要內(nèi)容就是寫很多數(shù)據(jù)到寄存器，中間還夾雜有兩處讀取數(shù)據(jù)判斷然后再寫入，內(nèi)容又臭又長，大家自行參考技術(shù)手冊的8.2節(jié)，只要前面驗(yàn)證了SPI通訊，這部分按手冊順序往下寫寄存器就不會有問題。主要要注意一點(diǎn)，寫寄存器快結(jié)束的時(shí)候，中間有一段需要等待10ms，這部分不能忽略。
傳感器數(shù)據(jù)讀取
? ? ? ? 讀取操作按如下順序進(jìn)行：
讀取地址為0x02的寄存器，看看最高位是不是1，如果是1，那就說明有運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，如果為0，那就說明沒運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，有運(yùn)動(dòng)的時(shí)候中斷引腳會產(chǎn)生下降沿中斷，主要看你是用輪詢的方式還是中斷的方式讀取。
如果0x02寄存器最高位為1，那就按順序讀取0x03、0x04、0x05、0x06、0x07和0x0C寄存器；0x03和0x04表示的是X方向的移動(dòng)量，0x04是高八位，值的范圍為-32768~32767；0x05和0x06表示的是Y方向的移動(dòng)量，0x06是高八位，值的范圍為-32768~32767；
0x7C和0x0C主要用來判斷數(shù)據(jù)是否有效，當(dāng)0x7C的值小于0x19且0x0C的值等于0x1F，說明這次運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)無效。
重復(fù)以上兩步驟就可以連續(xù)讀取數(shù)據(jù)。
其他
? ? ? ? 芯片還有一些其他的操作模式，如果有需要可以自行參考技術(shù)手冊。對于技術(shù)手冊，芯片官網(wǎng)本身是下載不到的，其他地方下載的也可能遇到后面不全的情況，不過可以直接去正點(diǎn)原子的百度網(wǎng)盤鏈接下載，可以獲取到完整的資料。
http://www.openedv.com/docs/modules/other/PMW3901.html
