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三轴陀螺仪 角度转换

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发表于 2015-1-19 17:46:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
现在我可以用三轴陀螺仪测出初始数据,xyz轴各自的加速度和角速度,请问怎么样可以计算出他的角度来,用到什么算法,有人可以告诉我吗,我用的是51单片机,谢谢!
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 楼主| 发表于 2015-1-20 11:54:49 | 显示全部楼层
没人解答吗,求解答呀,帮帮忙啊
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发表于 2015-1-20 12:12:16 | 显示全部楼层
要得到角度得对角速度进行时间积分运算
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 楼主| 发表于 2015-1-20 15:35:48 | 显示全部楼层
我知道是时间积分呀,怎么写51代码呀,请大哥指导指导
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发表于 2015-1-20 16:04:09 | 显示全部楼层
苦行僧 发表于 2015-1-20 15:35
我知道是时间积分呀,怎么写51代码呀,请大哥指导指导

从别处拷贝过来的,基于51duino的加速度计代码稍后发布

  1. #include <REG51.H>        
  2. #include <math.h>    //Keil library  
  3. #include <stdio.h>   //Keil library        
  4. #include <INTRINS.H>
  5. typedef unsigned char  uchar;
  6. typedef unsigned short ushort;
  7. typedef unsigned int   uint;
  8. //****************************************
  9. // 定义51单片机端口
  10. //****************************************
  11. sbit    SCL=P1^5;                        //IIC时钟引脚定义
  12. sbit    SDA=P1^4;                        //IIC数据引脚定义
  13. //****************************************
  14. // 定义MPU6050内部地址
  15. //****************************************
  16. #define        SMPLRT_DIV                0x19        //陀螺仪采样率,典型值:0x07(125Hz)
  17. #define        CONFIG                        0x1A        //低通滤波频率,典型值:0x06(5Hz)
  18. #define        GYRO_CONFIG                0x1B        //陀螺仪自检及测量范围,典型值:0x18(不自检,2000deg/s)
  19. #define        ACCEL_CONFIG        0x1C        //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)
  20. #define        ACCEL_XOUT_H        0x3B
  21. #define        ACCEL_XOUT_L        0x3C
  22. #define        ACCEL_YOUT_H        0x3D
  23. #define        ACCEL_YOUT_L        0x3E
  24. #define        ACCEL_ZOUT_H        0x3F
  25. #define        ACCEL_ZOUT_L        0x40
  26. #define        TEMP_OUT_H                0x41
  27. #define        TEMP_OUT_L                0x42
  28. #define        GYRO_XOUT_H                0x43
  29. #define        GYRO_XOUT_L                0x44        
  30. #define        GYRO_YOUT_H                0x45
  31. #define        GYRO_YOUT_L                0x46
  32. #define        GYRO_ZOUT_H                0x47
  33. #define        GYRO_ZOUT_L                0x48
  34. #define        PWR_MGMT_1                0x6B        //电源管理,典型值:0x00(正常启用)
  35. #define        WHO_AM_I                0x75        //IIC地址寄存器(默认数值0x68,只读)
  36. #define        SlaveAddress        0xD0        //IIC写入时的地址字节数据,+1为读取
  37. //**************************************************************************************************
  38. //定义类型及变量
  39. //**************************************************************************************************
  40. uchar dis[6];                                        //显示数字(-511至512)的字符数组
  41. int        dis_data;                                        //变量
  42. //**************************************************************************************************
  43. //函数声明
  44. //**************************************************************************************************
  45. void  Delay5us();
  46. void  delay(unsigned int k);                                                                                //延时                                                
  47. void  lcd_printf(uchar *s,int temp_data);
  48. //********************************MPU6050操作函数***************************************************
  49. void  InitMPU6050();                                                                                        //初始化MPU6050
  50. void  I2C_Start();                                                            //I2C开始信号
  51. void  I2C_Stop();
  52. void  I2C_SendACK(bit ack);
  53. bit   I2C_RecvACK();
  54. void  I2C_SendByte(uchar dat);
  55. uchar I2C_RecvByte();
  56. void  I2C_ReadPage();
  57. void  I2C_WritePage();

  58. void  display_ACCEL_x();
  59. void  display_ACCEL_y();
  60. void  display_ACCEL_z();
  61. uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address);                                                //读取I2C数据
  62. void  Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data);            //向I2C写入数据
  63. //********************************************************************************
  64. //整数转字符串
  65. //********************************************************************************
  66. void lcd_printf(uchar *s,int temp_data)
  67. {
  68.         if(temp_data<0)
  69.         {
  70.                 temp_data=-temp_data;
  71.                 *s='-';
  72.         }
  73.         else *s=' ';

  74.         *++s =temp_data/10000+0x30;
  75.         temp_data=temp_data%10000;     //取余运算

  76.         *++s =temp_data/1000+0x30;
  77.         temp_data=temp_data%1000;     //取余运算

  78.         *++s =temp_data/100+0x30;
  79.         temp_data=temp_data%100;     //取余运算
  80.         *++s =temp_data/10+0x30;
  81.         temp_data=temp_data%10;      //取余运算
  82.         *++s =temp_data+0x30;         
  83. }
  84. //******************************************************************************************************
  85. //串口初始化
  86. //*******************************************************************************************************
  87. void init_uart()
  88. {
  89.         TMOD=0x21;                                
  90.         TH1=0xfd;                //实现波特率9600(系统时钟11.0592MHZ)               
  91.         TL1=0xfd;               
  92.                
  93.         SCON=0x50;
  94.         PS=1;      //串口中断设为高优先级别
  95.         TR0=1;           //启动定时器                        
  96.         TR1=1;
  97.         ET0=1;     //打开定时器0中断                        
  98.         ES=1;        
  99.         EA=1;
  100. }
  101. //*************************************************************************************************
  102. //串口发送函数
  103. //*************************************************************************************************
  104. void  SeriPushSend(uchar send_data)
  105. {
  106.     SBUF=send_data;  
  107.         while(!TI);TI=0;         
  108. }
  109. //*************************************************************************************************
  110. //************************************延时*********************************************************
  111. //*************************************************************************************************
  112. void delay(unsigned int k)        
  113. {                                                
  114.         unsigned int i,j;                                
  115.         for(i=0;i<k;i++)
  116.         {                        
  117.                 for(j=0;j<121;j++);
  118.         }                                                
  119. }
  120. //************************************************************************************************
  121. //延时5微秒(STC90C52RC@12M)
  122. //不同的工作环境,需要调整此函数
  123. //注意当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
  124. //************************************************************************************************
  125. void Delay5us()
  126. {
  127.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  128.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  129.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  130.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  131.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  132.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  133. }
  134. //*************************************************************************************************
  135. //I2C起始信号
  136. //*************************************************************************************************
  137. void I2C_Start()
  138. {
  139.     SDA = 1;                    //拉高数据线
  140.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
  141.     Delay5us();                 //延时
  142.     SDA = 0;                    //产生下降沿
  143.     Delay5us();                 //延时
  144.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
  145. }
  146. //*************************************************************************************************
  147. //I2C停止信号
  148. //*************************************************************************************************
  149. void I2C_Stop()
  150. {
  151.     SDA = 0;                    //拉低数据线
  152.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
  153.     Delay5us();                 //延时
  154.     SDA = 1;                    //产生上升沿
  155.     Delay5us();                 //延时
  156. }
  157. //**************************************************************************************************
  158. //I2C发送应答信号
  159. //入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
  160. //**************************************************************************************************
  161. void I2C_SendACK(bit ack)
  162. {
  163.     SDA = ack;                  //写应答信号
  164.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
  165.     Delay5us();                 //延时
  166.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
  167.     Delay5us();                 //延时
  168. }
  169. //****************************************************************************************************
  170. //I2C接收应答信号
  171. //****************************************************************************************************
  172. bit I2C_RecvACK()
  173. {
  174.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
  175.     Delay5us();                 //延时
  176.     CY = SDA;                   //读应答信号
  177.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
  178.     Delay5us();                 //延时
  179.     return CY;
  180. }
  181. //*****************************************************************************************************
  182. //向I2C总线发送一个字节数据
  183. //*****************************************************************************************************
  184. void I2C_SendByte(uchar dat)
  185. {
  186.     uchar i;
  187.     for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
  188.     {
  189.         dat <<= 1;              //移出数据的最高位
  190.         SDA = CY;               //送数据口
  191.         SCL = 1;                //拉高时钟线
  192.         Delay5us();             //延时
  193.         SCL = 0;                //拉低时钟线
  194.         Delay5us();             //延时
  195.     }
  196.     I2C_RecvACK();
  197. }
  198. //*****************************************************************************************************
  199. //从I2C总线接收一个字节数据
  200. //******************************************************************************************************
  201. uchar I2C_RecvByte()
  202. {
  203.     uchar i;
  204.     uchar dat = 0;
  205.     SDA = 1;                    //使能内部上拉,准备读取数据,
  206.     for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
  207.     {
  208.         dat <<= 1;
  209.         SCL = 1;                //拉高时钟线
  210.         Delay5us();             //延时
  211.         dat |= SDA;             //读数据               
  212.         SCL = 0;                //拉低时钟线
  213.         Delay5us();             //延时
  214.     }
  215.     return dat;
  216. }
  217. //*****************************************************************************************************
  218. //向I2C设备写入一个字节数据
  219. //*****************************************************************************************************
  220. void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)
  221. {
  222.     I2C_Start();                  //起始信号
  223.     I2C_SendByte(SlaveAddress);   //发送设备地址+写信号
  224.     I2C_SendByte(REG_Address);    //内部寄存器地址,
  225.     I2C_SendByte(REG_data);       //内部寄存器数据,
  226.     I2C_Stop();                   //发送停止信号
  227. }
  228. //*******************************************************************************************************
  229. //从I2C设备读取一个字节数据
  230. //*******************************************************************************************************
  231. uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)
  232. {
  233.         uchar REG_data;
  234.         I2C_Start();                   //起始信号
  235.         I2C_SendByte(SlaveAddress);    //发送设备地址+写信号
  236.         I2C_SendByte(REG_Address);     //发送存储单元地址,从0开始        
  237.         I2C_Start();                   //起始信号
  238.         I2C_SendByte(SlaveAddress+1);  //发送设备地址+读信号
  239.         REG_data=I2C_RecvByte();       //读出寄存器数据
  240.         I2C_SendACK(1);                //接收应答信号
  241.         I2C_Stop();                    //停止信号
  242.         return REG_data;
  243. }
  244. //******************************************************************************************************
  245. //初始化MPU6050
  246. //******************************************************************************************************
  247. void InitMPU6050()
  248. {
  249.         Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00);        //解除休眠状态
  250.         Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07);
  251.         Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06);
  252.         Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18);
  253.         Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01);
  254. }
  255. //******************************************************************************************************
  256. //合成数据
  257. //******************************************************************************************************
  258. int GetData(uchar REG_Address)
  259. {
  260.         uchar H,L;
  261.         H=Single_ReadI2C(REG_Address);
  262.         L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
  263.         return ((H<<8)+L);   //合成数据
  264. }
  265. //******************************************************************************************************
  266. //超级终端(串口调试助手)上显示10位数据
  267. //******************************************************************************************************
  268. void Display10BitData(int value)
  269. {  uchar i;
  270.         value/=64;                                                        //转换为10位数据
  271.         lcd_printf(dis, value);                        //转换数据显示
  272.         for(i=0;i<6;i++)
  273.         {
  274.     SeriPushSend(dis);
  275.     }

  276.            //DisplayListChar(x,y,dis,4);        //启始列,行,显示数组,显示长度
  277. }
  278. //*******************************************************************************************************
  279. //主程序
  280. //*******************************************************************************************************
  281. void main()
  282. {
  283.         delay(500);                //上电延时               
  284.         init_uart();
  285.         InitMPU6050();        //初始化MPU6050
  286.         delay(150);
  287.         while(1)
  288.         {
  289.         
  290.                 Display10BitData(GetData(ACCEL_XOUT_H));        //显示X轴加速度
  291.                 Display10BitData(GetData(ACCEL_YOUT_H));        //显示Y轴加速度
  292.                 Display10BitData(GetData(ACCEL_ZOUT_H));        //显示Z轴加速度
  293.                 Display10BitData(GetData(GYRO_XOUT_H));                //显示X轴角速度
  294.                 Display10BitData(GetData(GYRO_YOUT_H));                //显示Y轴角速度
  295.                 Display10BitData(GetData(GYRO_ZOUT_H));                //显示Z轴角速度
  296.      
  297.                 SeriPushSend(0x0d);
  298.         SeriPushSend(0x0a);//换行,回车
  299.                 delay(2000);
  300.         }
  301. }
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 楼主| 发表于 2015-1-20 19:11:23 | 显示全部楼层
这六个值我测出来了,不过不知道怎么用51程序写角速度的积分得出角度来,现在只完成了加速度求角度的,不过只有xy一个平面的不是立体的,
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 楼主| 发表于 2015-1-20 19:13:33 | 显示全部楼层
ACCE_X=(GetData(ACCEL_XOUT_H));
ACCE_Y=(GetData(ACCEL_YOUT_H));
x=(float)ACCE_X/4096.0;//4096是根据你的设置来选择的,具体在datasheet里有,就是陀螺仪的测量范围。
y=(float)ACCE_Y/4096.0;
angleAx=atan2(x,y)*180/3.14;
d=floor(angleAx);
a=d/100;
b=d%100/10;
c=d%10;
write_com(0x80+0x02);write_data(c+48);
write_com(0x80+0x01) ;write_data(b+48);                
write_com(0x80) ;write_data(a+48);
delay(500);
我是这样写的,如果用角速度积分的话51程序应该怎么写呢,?
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 楼主| 发表于 2015-1-21 11:17:08 | 显示全部楼层
如果用积分的话,应该怎么写51程序呢,有木有高手做过呀,求指导
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