1.2 文档说明
本说明书只提供基础的产品设计及规格设计的信息。本芯片采用QFN 封装，封装大小只
有 3XX1mm。
若产品规格发生改变，恕不另行通知。最终效果取决于产品特性。若想查看寄存器，请
查阅寄存器文档。
1.3 产品概述
MPU9250 是一个 QFN 封装的复合芯片（MCM），它由 2 部分组成。一组是 3 轴加速度还
有 3轴陀螺仪，另一组则是 AKM公司的 AK8963 3轴磁力计。所以，MPU9250是一款9
轴运动跟踪装置，他在小小的 3X3X1mm 的封装中融合了 3 轴加速度，3 轴陀螺仪以及
数字运动处理器（DMP）并且兼容MPU6515。其完美的I2C方案，可直接输出9轴的全
部数据。一体化的设计，运动性的融合，时钟校准功能，让开发者避开了繁琐复杂的
芯片选择和外设成本，保证最佳的性能。本芯片也为兼容其它传感器开放了辅助 I2C
接口，比如连接压力传感器。
MPU9250 的具有三个 16位加速度AD 输出，三个 16 位陀螺仪 AD输出，三个 6位磁力
计 AD 输出。精密的慢速和快速运动跟踪，提供给客户全量程的可编程陀螺仪参数选
择（±250，±500，±1000，and±2000 °/秒（dps） ），可编程的加速度参数选择±2g，
±4g，±8g，±16g，以及最大磁力计可达到±4800uT。
其他业界领先的功能还有可编程的数字滤波器， 40-85℃时带高精度的 1%的时钟漂移，
嵌入了温度传感器，并且带有可编程中断。该装置提供 I2C和 SPI的接口，2.4-3.6V
的供电电压，还有单独的数字 IO 口，支持 1.71V到VDD。
通信采用 400KHz 的 I2C和 1MHz 的 SPI，若需要更快的速度，可以用 SPI在 20MHz的
模式下直接读取传感器和中断寄存器。
采用CMOS-MEMS的制作平台，让传感器以低成本的高性能集成在一个 3x3x1mm的芯片
内，并且能承受住 10，000g的震动冲击。
1.4 应用领域
无需触碰操作的技术
手势控制
体感游戏控制器
位置查找服务
手机等便携式游戏设备
PS4 或XBOX等游戏手柄控制器
3D电视遥控器或机顶盒，3D鼠标
可穿戴的健康智能设备
2 特性
2.1陀螺仪特性
三轴陀螺仪的特性：
用户可编量程（±250，±500，±1000 度/秒）三轴（x，y，z）16 位ADC角速度数字输出
可编程数字低通滤波
陀螺仪工作电流：3.2mA
休眠模式电流：8uA
出厂灵敏度校准
自我检测
2.2 加速度特性
三轴加速度计的特性：
用户可编量程（±2g，±4g，±8g，±16g）三轴 16位ADC 加速度数字输出
加速度计正常工作电流：450uA
低功耗模式电流：0.98Hz---8.4uA 31.25Hz----19.8uA
休眠模式电流：8uA
用户可编程中断
运动中断唤醒功能
自我检测
2.3 电子罗盘特性
磁场计的特性：
3轴单片霍尔传感器
大量程低功耗高精度
14 位（0.6uT/LSB）和16 位（15uT/LSB）的分辨率输出
最大±4800uT的测量范围
磁力计的正常工作电流：280uA—8Hz
内部自我检测功能
2.4 其他特性
MPU250 包含以下的额外特性:
辅助I2C 总线可读外部其他传感器（比如读取气压传感器）
9 轴和DMP开始工作时耗电3.5mA
VDD供能电压范围2.4-3.6V
VDDIO为辅助I2C 设备提供参考电压
目前最薄最小QEN设备：3x3x1mm
最小的9 轴交叉轴传感器
512字节的FIFO数据缓冲区
数字温度传感器
可编程的数字滤波器
10，000g防震
全寄存器I2C通信最快达到 400KHz
全寄存器SPI通讯达到1MHz
20MHz 的SPI读取速度并带中断寄存器
MEMS结构晶圆级密封
符合RoHS绿色环保要求
2.5 应用建议
内部自带的运动处理器可以做运动处理。可编程中断可以用来做低功耗的手势识别。
可以单独开启低功耗 DMP记步器而让主机休眠。
7.2 I2C通信
I2C 是一个双线通信方案，它有 SDA 和 SCL 两根线分别传输数据和时钟信号。通常这 2 个
接口是双向的开漏极接口。在连接设备的时候可以做主机或者从机。从机在通讯时，通过
地址即可匹配。
MPU-9250 通常和控制芯片连接时作为从机，SDA 和 SCL 通常需要上拉电阻到 VDD，最快
通信速度达到400KHz。
MPU-9250 作为从机时的地址为 7 位 110100X（B） 。这个地址的LSB 位由 AD0 引脚的电平
确定，这样就使得一个系统中可以同时连接 2 个 MPU-9250 了。（AD0 为低电平时 X 为 0，
高电平X则为1）。
7.3 I2C通信协议
开始和停止条件
当主机将开始信号在 I2C总线上初始的时候，表明准备开始通信。开始信号即当 SDA 处在
下降沿时，SCL 置高。而当SDA产生上升时，SCL置高，我们视作通讯停止信号。
此外，除非再次出现开始信号或停止型号，否则总线一直通信。
通信
在开始信号发出后，主机开始发出 7个地址位和1个读写位。读写位决定了
主从机的读写状态。然后主机释放SDA 线，等待从机的ACK应答信号。每次
数据传输后必须跟一位读写位。从机应答即是拉低 SDA到SCL 高电平周期结
束。当主机发出停止命令时，传输就会结束。然后主机重新发送开始信号继
续和其他的I2C 设备通信。当SDA出现上升沿并且 SCL是高电平的时候，就
表示停止信号。在通信时所有SDA信号的变化都是在 SCL低电平的时候。
写 MPU250 的寄存器的方法：主机发送开始信号和从机的 7 个地址位再加上 1
位的写入位。当在第 9 个时钟信号的时候，芯片产生应答。这时，主机输出寄
存器地址，然后从机再次产生 ACK 应答，传输过程可以随时由停止信号停止。
ACK 响应后，数据可以继续输入，除非没有产生停止位。芯片内部自带的递增
寄存器可以自动将数据写入相应寄存。以下列出单字节和双字节的传输顺序。
单字节传输
读MPU9250 的寄存器的方法：主机发送开始信号和从机的 7个地址位再加上读
位。此时，寄存器地址变成可读模式。此时会收到 MPU9250 的返回信号 ACK，
然后主机再次发送开始信号和地址，9250 此时会发回应答信号 ACK和数据。当
主机发送 NACK 或停止位后通讯停止。NACK 信号就是第 9 个时钟脉冲 SDA 保持
高电平。下图显示了单字节和双字节的读取时序。
单字节时序
7.5 SPI 通讯协议
SPI是4线同步串口通讯方式，包含两根控制线和两根数据线。当于主控芯片通信的时候，
MPU9250 总是作为从机工作。
主机和从机在通讯时 SCLK，SDO,SDI 设备是共享的，每个从机和主机在通信的时候都
需要单独的（CS）片选。
CS脚置低的时候表示被选中，置高表示没有选中。每次通信同时只允许一个CS脚被选中，
以免占用总线。未被选择的芯片 CS 都为高，此时他们都是高阻态，以免设备相互之间的
干扰。
SPI使用特性
1. 数据传输时MSB为首位，LSB 为末位。
2. SCLK 上升沿数据锁存。
3. SCLK 下降沿数据变化。
4. SCLK 最大频率是 1MHz
5. SPI读写操作在16个周期之内完成（多字节更多）。首字节发送SPI 地址，然后SPI数
据。第一个字节的第一个位表示读（1）写（0）功能。然后发送的7 个位是寄存器地
址。在多字节读取的情况下，传输的数据 2个或更多字节。
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