请教stm8连接加速度传感器MPU6050测量静止时加速度问题
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4 typedef unsigned char 5 typedef unsigned short ushort; 6 typedef unsigned int
8 //----------------------------------------- 9 // 定义MPU6050内部地址10 //-----------------------------------------11 #define
SMPLRT_DIV
//陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz)12 #define
//低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz)13 #define
GYRO_CONFIG
//陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)14 #define
ACCEL_CONFIG
//加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01(不自检，2G，5Hz)15 #define
ACCEL_XOUT_H
0x3B16 #define
ACCEL_XOUT_L
0x3C17 #define
ACCEL_YOUT_H
0x3D18 #define
ACCEL_YOUT_L
0x3E19 #define
ACCEL_ZOUT_H
0x3F20 #define
ACCEL_ZOUT_L
0x4021 #define
TEMP_OUT_H
0x4122 #define
TEMP_OUT_L
0x4223 #define
GYRO_XOUT_H
0x4324 #define
GYRO_XOUT_L
25 #define
GYRO_YOUT_H
0x4526 #define
GYRO_YOUT_L
0x4627 #define
GYRO_ZOUT_H
0x4728 #define
GYRO_ZOUT_L
0x4829 #define
PWR_MGMT_1
//电源管理，典型值：0x00(正常启用)30 #define
//IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读)31 #define
SlaveAddress
//IIC写入时的地址字节数据，+1为读取32 33 //-----------------------------------------34 // I2C总线通信函数35 //-----------------------------------------36 void
I2C_Start();
//I2C起始信号37 void
I2C_Stop();
//I2C停止信号38 void
I2C_SendACK(bit ack);
//I2C发送应答信号[入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)]39 bit
I2C_RecvACK();
//I2C接收应答信号40 void
I2C_SendByte(uchar dat);
//向I2C总线发送一个字节数据41 uchar I2C_RecvByte();
//从I2C总线接收一个字节数据42 void
Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data);//向I2C设备写入一个字节数据43 uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address);
//从I2C设备读取一个字节数据44 45 //-----------------------------------------46 // 通过I2C和MPU6050通信的函数47 //-----------------------------------------48 void InitMPU6050();
//初始化MPU605049 int GetData(uchar REG_Address);
//合成数据如果你没搞过硬件又从未听说过I2C，那么想想socket的握手再看看上面36~43行的有关ACK、Send、Write的函数大概能明白I2C的功能。当我们实现I2C的通信函数之后就可以与带有I2C通信接口的芯片进行通信，那么怎样通信呢？其实很简单&&你可以把每个芯片比做为一个巨大的储物柜，储物柜里每个抽屉里存着相应的东西，你想让佣人帮你去拿个东西，只要告诉佣人对应的抽屉号就行了。这里I2C总线相当于这个佣人，每个抽屉相当于芯片中的寄存器，抽屉号相当于寄存器地址。当你想设置芯片的某些属性时是向对应的寄存器内写数据，当想从芯片内获取相关数据时，就要通过I2C向对应的地址写数据然后接收芯片返回的数据。这里的8~31行为MPU-6050芯片内几个常用的寄存器地址，前四个常用来作为设置芯片工作属性，15~28共14个寄存器地址用来获取传感器的3轴加速度、3轴角速度和温度的数据（这里每一种信息都包括H和L两位，是由于8位表示不完该数据，于是分高低两部分）这样我们便不难理解InitMPU6050()和GetData(uchar REG_Address)函数：初始化函数是向相应的地址写初始化配置数据（关于0x00\0x07等意思请参看MPU6050寄存器版说明书），而GetData则是传入想获得数据项的低地址，然后连续读取当前地址数据和下一地址数据合成为想要的数据（上面讲了数据分高低部分）。 1 //----------------------------------------- 2 //初始化MPU6050 3 //----------------------------------------- 4 void InitMPU6050() 5 { 6
Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00);
//解除休眠状态 7
Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07); 8
Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06); 9
Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18);10
Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01);11 }12 //-----------------------------------------13 //合成数据14 //-----------------------------------------15 int GetData(uchar REG_Address)16 {17
uchar H,L;18
H=Single_ReadI2C(REG_Address);19
L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);20
return (H&&8)+L;
//合成数据21 }&2、陀螺仪数据采集与传输及帧格式介绍（）上面我们已经知道单片机如何利用I2C设置MPU6050的工作属性，以及从MPU6050获得3轴加速度和3轴角速度的数据。那么接下来将介绍单片机是如何将数据通过蓝牙发送给上位机的。如下图左半部分，下位机部分包括一个MPU6050、一个单片机、一个电源模块，以及一个蓝牙模块。对于蓝牙模块我不想做过多的讲解（我记得我已经写了不下于3次关于、PC等和下位机通信的教程了：（如果是想用安卓手机和蓝牙模块通信来实现遥控功能的话，可以参考：/zjutlitao/p/4231635.html；想用和蓝牙模块通信来实现遥控功能的话可以参考：/zjutlitao/p/3886826.html）&其实，利用串口蓝牙模块单片机要做的工作和对串口进行的操作一样，对串口写数据则送至蓝牙模块将数据发出，当外部有数据传送过来时，单片机可以用相应的中断捕获该事件，然后接收消息。因此主函数中初始化串口和MPU6050之后就进入循环数据发送状态，在循环中GetData是上面介绍的获得3轴加速度、3轴角速度或温度的值的函数，SendData则是将int类型的值转换为然后一位一位的发送出去，而最开始和最后分别发送一个#和$作为该帧的开始和结束标志位，具体格式如下：#&& 12354-21332-21125$&&注：符号位要么为'-',要么为空。 1 //----------------------------------------- 2 //主程序 3 //----------------------------------------- 4 void main() 5 {
delay(500);
//上电延时
init_uart(); 8
InitMPU6050();
//初始化MPU6050 9
delay(150);10
while(1)11
SeriPushSend('#');//13
SendData(GetData(0x3B));
//X轴加速度14
SendData(GetData(0x3D));
//Y轴加速度15
SendData(GetData(0x3F));
//Z轴加速度16
SeriPushSend('$'); //结束17
delay(20);18
}19 }&3、基于C#的串口接收函数（C#基本知识）上面讲到下位机通过串口蓝牙将数据发送给上位机，那么上位机如何接收蓝牙信号呢？其实以我的笔记本为例，因为笔记本内置蓝牙模块，所以无需在上位机上独立安装一个USB-蓝牙模块。而上位机操作蓝牙模块和操作串口几乎一模一样。如下面的C#程序，当点击连接按钮时实例化SerialPort，设置端口号、读超时、然后实例化一个串口数据接收事件句柄（这里PortDataReceived作为数据接收的回调函数）。 1 //Create a serial port for Connection 2 SerialPort Connection = new SerialPort(); 3 private void btn_link_Click(object sender, EventArgs e) 4 { 5
if (!Connection.IsOpen) 6
//Status = "正在连接..."; 9
Connection = new SerialPort();10
btn_link.Enabled = false;11
Connection.PortName = PortList.SelectedItem.ToString();12
Connection.Open();13
Connection.ReadTimeout = 10000;14
Connection.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(PortDataReceived);15
//Status = "连接成功";16
timer1.Start();17
}18 }在PortDataReceived中，只要简单调用Connection.Read(data, 0, length);就能从串口缓冲区读取数据到data中。1 private void PortDataReceived(object o, SerialDataReceivedEventArgs e)2 {3
byte[] data = /zjutlitao/p/new byte[length];4
int num=Connection.Read(data, 0, length);5
datepool.push_back(data,num);//实际接收的不一定是length，之前一直错6
Connection.DiscardInBuffer();7
Connection.DiscardOutBuffer();8 }注：本来是每次读取1byte放入数据池，结果出现程序运行速度越来越慢，本以为是上面的数据池设计的有问题，结果把数据池里的线程注释掉改为ask函数来每次需要数据时才获得，但是问题并不在于此；于是想到可能是绘制折线图的函数有问题，但是重查了一遍发现问题不在于此；于是仔细测量每个过程耗时，发现每个模块耗时正常，最后发现是由于串口缓冲区数据积累造成程序变慢，（因为下位机每20ms发送一次20byte的数据给上位机，上位机若一次不接收完所有数据，将会造成每次都有剩余而逐渐变慢），于是直接改成每次接收20byte,问题得到解决。&4、多线程数据池解决高速串口实时性问题（难点）由于下位机10ms发送一次20byte的数据，上位机一方面要做好接收工作，保证数据不拥挤在串口接收缓冲区；另一方面也要实时获取当前从串口读到的最新数据。如果采用传统多线程+锁的机制是可以的，但是当多线程中加入锁势必会影响程序执行效率，通过综合分析该问题最终抽象出一个特殊的数据&&自动更新的环形栈：这样，当采用多线程时，用一个类似于栈的环状栈结构体（实时从串口读数据放入数据池，数据池用p_write标记最新数据位置，当外部程序想得到最新数据时，调用ask程序，ask程序从当前p_write向前取40个数据（因为有效数据长度为20，一次取40保证至少有一个有效数据），然后从这40个数据中找出有效信息，赋值给X,Y,Z;然后外部程序可以直接用对象访问X,Y,Z），通过适当调节环的容量达到自我覆盖的效果，同时根据p_write指针可以实时取得最新数据。 1 /// &summary& 2 /// 询问当前值 3 /// &/summary& 4 /// &returns&如果解析到则返回真&/returns& 5 public bool ask() 6 { 7
i = 0;//立刻将相应的40个字符复制出来 8
p_read_from = p_write - 40; 9
while (i & 40)10
str[i] = pool[(p_read_from + pool_size) % pool_size];12
p_read_from++;14
while (i & 18 && str[i] != '$') i--;17
if (i == 18) return false;18
data_Z = 0;20
for (int j = 4; j & -1; j--)21
data_Z *= 10;23
data_Z += (str[i - j] - '0');24
if (str[i - 5] == '-') data_Z = -data_Z;26
i -= 6;27 28
data_Y = 0;29
for (int j = 4; j & -1; j--)30
data_Y *= 10;32
data_Y += (str[i - j] - '0');33
if (str[i - 5] == '-') data_Y = -data_Y;35
i -= 6;36 37
data_X = 0;38
for (int j = 4; j & -1; j--)39
data_X *= 10;41
data_X += (str[i - j] - '0');42
if (str[i - 5] == '-') data_X = -data_X;44 45
X = data_X;46
Y = data_Y;47
Z = data_Z;48
return true;49 }50 51 /// &summary&52 /// 将数据输入数据池53 /// &/summary&54 /// &param name="date"&数据&/param&55 /// &param name="length"&长度&/param&56 internal void push_back(byte[] date, int length)57 {58
for (int i = 0; i & i++)59
pool[p_write++] = date[i];61
if (p_write == pool_size) p_write = 0;62
}63 }&5、折线图可视化模块（基本功）通过上面几步我们已经可以将下位机的陀螺仪3轴的加速度收集过来了，但是如果先将数据收集好，然后再用matlab绘制，我们很难知道哪个动作对应哪个数据，不利于我们观察效果（虽然matlab上自带串口接口，但是LZ就是任性！有一张好看的脸，还是想着靠实力赢得地位，哈哈哈~）。如本节小标题括号内所示，在C#里写一个绘制折线图的程序应该属于我们的基本功（我可不是调用相应的绘图接口哦！），其大致思想就是用一个List存储num个数据，当list中的数据少于num个时则不断添加，当list内的数据大于num个时，则从尾部进来一个的同时从头部删除一个（这样才能实现perfect的效果）。注：其实中间还出现了一个逻辑错误性小插曲：原初写好之后，本以为能够实现高效数据采集显示，但是仔细观察发现还是有很大延时，但是旁边的数据显示却非常实时。这是为什么呢？查找了一会最终发现问题出在折线图绘制上&&本来采用固定的模式（一张图能存放多少数据点就用vector&int&P/Q/R在初始化的时候存放这么多点，然后每次有一个新的数据过来时就会将新数据加到vector后面，同时删除最前面的一个数据，这样做是为了方便初始vector里没有数据绘制折线图错误的问题），可是问题就出在这！咋一看这种思路很好，初始化vector中放num个点，每次新的来到将最前面一个数据冲掉，这样这个vector始终保持着num个点，且最新的在最后面，整个折线图能反应实时情况。但是由于我为了&&起见，在vector初始化时多Add几个数据，这样导致vector中的数据量N&折线图一次能呈现的数据量num，所以最新的数据总会在之后出现！当时没有想到是这个原因，就直接改了下DateLineChar函数，实现根据vector大小自动绘制的算法（这样就不用预先在vector中装入一定量的值了）&6、预告与小结（预知后事如何，请听下回分解）上面我只是简单收集了MPU6050的3轴加速度数值，当MPU6050位置固定好之后，我们就能根据数据推测其具体的姿态。例如：绿色的z轴方向的加速度先高后低，红色y轴方向加速度先低后高，蓝色x轴方向加速度和y轴类似，但是比y轴幅度变化小，而后半周期数值正负正好相反。那么MPU6050运动过程大致为：在y轴方向上做往返运动，同时在x轴和z轴方向有稍微的偏转。（水平静止放置时z轴为重力加速度，x,y为0）绿色的z轴变化不大，红色的y和蓝色的x同步类正弦变化。呵呵，这个运动状态分析起来就不太容易了~不过没关系，接下来我们要进一步获取并计算MPU6050的倾角，甚至是利用卡尔曼滤波计算MPU6050的运动距离，最终达到perfect的运动跟踪效果~&&&链接51MPU6050采集代码：/s/1c0yE7Ws4月2号总工程：/s/1hqzSt7Y (我用)4月7号总工程：/s/1hqGNqNM (我用)github：/beautifulzzzz/C4plus/tree/master/体感游戏预习用1：[芯片][MPU6050] MPU60X0的DMP相关链接预习用2：[stm32] MPU6050 HMC5883 Kalman 融合算法移植&&&&&& Mpu6050为全球首例整合3轴陀螺仪、3轴加速器、含9轴融合演；MPU-6000为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6000整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，并为应用开发提供架构化的API。&&&&& MPU-6000的角速度全格感测范围为&250、&500、&1000与&2000&/sec (dps)，可准确追緃快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为&2g、&4g&8g与&16g。产品传输可透过最高至400kHz的I2C或最高达20MHz的SPI。
&&&&& MPU-6000可在不同电压下工作，VDD供电电压介为2.5V&5%、3.0V&5%或3.3V&5%，逻辑接口VVDIO供电为1.8V& 5%。MPU-6000的包装尺寸4x4x0.9mm(QFN)，在业界是革命性的尺寸。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有&1%变动的振荡器。
应用：运动感测游戏；现实增强；电子稳像 (EIS: Electronic Image Stabilization)　　　　　 光学稳像(OIS: Optical Image Stabilization)；行人导航器；&零触控&手势用户接口；姿势快捷方式认证市场：智能型手机；平板装置设备；手持型游戏产品；游戏机；3D遥控器；可携式导航设备特征　　1、以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。　　2、具有131 LSBs/&/sec 敏感度与全格感测范围为&250、&500、&1000与&2000&/sec 的3轴角速度感测器(陀螺仪)。　　3、可程式控制，且程式控制范围为&2g、&4g、&8g和&16g的3轴加速器。　　4、移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移。　　5、数字运动处理(DMP: Digital Motion Processing)引擎可减少复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷。　　6、运动处理数据库支持Android、Linux与Windows　　7、内建之运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术，免除了客户须另外进行校正的需求。　　8、以数位输出的温度传感器　　9、以数位输入的同步引脚(Sync pin)支援视频电子影相稳定技术与GPS　　10、可程式控制的中断(interrupt)支援姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。　　11、VDD供电电压为2.5V&5%、3.0V&5%、3.3V&5%；VDDIO为1.8V& 5%　　12、陀螺仪运作电流：5mA，陀螺仪待命电流：8A；加速器运作电流：8A，加速器省电模式电流： 8A@10Hz　　13、高达400kHz快速模式的I2C，或最高至20MHz的SPI串行主机接口(serial host interface)　　14、内建频率产生器在所有温度范围(full temperature range)仅有&1%频率变化。　　15、使用者亲自测试　　16、10,000 g 碰撞容忍度　　17、为可携式产品量身订作的最小最薄包装 (4x4x0.9mm QFN)　　18、符合RoHS及环境标准MPU-6000为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6000整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合
　　演算技术：InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，并为应用开发提供架构化的API。　从MPU6050的技术文档里我们可以看得出来一些重要参数出来！如果比例数是多少，芯片的特性都是可以看得出来的！
　 第一张是MPU6000与MPU6050芯片的比较！
第二张是MPU6000与MPU6050芯片的最小驱动电路的连接!
&第三张是陀螺仪的设计规范表格！&
&第四张是加速度的设计规范表格！
下面是arduino与MPU6050的小模块的连线图：　　A4接SDA& &&&A5接SCL& &vcc接3v3商家说可以接5v但是保守起见还是接了3.3v& &GND接GND不过mpu受温度的影响精度相差比较大！　　注意：本模块采用的是IIC通信方式，所以我们只需要连接四跟线就可以完成电路的连接，简单方便！1.关于6050 陀螺仪和加速度计 的角速度和角度计算。　　A.陀螺仪角度计算，很多帖子中都提到了用的是积分，但是我这里还是重新讲下。　　　　　　angle_n = angle_n-1 + (Gyro-C_Gyro)*R_G　　　　　　　　（1）angle_n&&当前角度值，它的单位是度（&）　　　　　　　　（2）angle_n-1 上一次计算出的角度值　　　　　　　　（3）Gyro 陀螺仪敏感轴偏转值，也就是当前敏感轴读数　　　　　　　　（4）C_Gyro 陀螺仪零点偏移值，这个值的测量方法是：将陀螺仪敏感轴水平放置静止时的读数，我的零点偏移值是水平、垂直、倒置，分别取1024次，作平均值得出的，读数是-177.8865041，但是最后在程序实践中，调整到-99.90。或许还有别的办法，自己看着办吧。　　　　　　　　（5）R_Gyro 是陀螺仪比例。飞思卡尔的参考中提到这个值是可以计算出来的，下面我会提供下载，大家自己去看看怎么算的，但是在其论坛和调试手册中都提到，这个比例值还是实验法测量出来的比较准确。&&&& B.加速度仪 角度计算。　　 加速度仪的角度计算有很多方法，论坛里就有2中。但是都用到了三角函数，数学没学好，照抄了也不行。参考了飞思卡尔的计算方法后大概是这样的。&&&&&&&&&&&&&&&&& Angle_Z = (az-C_Z)*R_Z;　　　　　　　　 （1）angle_z 加速度计敏感轴Z轴产生倾角计算出的角度，单位度（&）　　　　　　　　 （2）az 是加速度仪 Z轴读数　　　　　　　　 （3）C_Z Z轴零点偏移量 测量方法和陀螺仪的一样。　　　　　　　　 （4）R_Z 加速度计Z轴比例　　C.反复试验，MPU6050加速度计Z轴对应的是陀螺仪的X轴。不知道是不是我的有问题，还是就这么设计的？&&
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