三轴陀螺仪 角度转换

苦行僧

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！

苦行僧

没人解答吗，求解答呀，帮帮忙啊

liuviking

要得到角度得对角速度进行时间积分运算

苦行僧

我知道是时间积分呀，怎么写51代码呀，请大哥指导指导

liuviking

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. 
    
59. void  display_ACCEL_x();
    
60. void  display_ACCEL_y();
    
61. void  display_ACCEL_z();
    
62. uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address);                                                //读取I2C数据
    
63. void  Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data);            //向I2C写入数据
    
64. //********************************************************************************
    
65. //整数转字符串
    
66. //********************************************************************************
    
67. void lcd_printf(uchar *s,int temp_data)
    
68. {
    
69.         if(temp_data<0)
    
70.         {
    
71.                 temp_data=-temp_data;
    
72.                 *s='-';
    
73.         }
    
74.         else *s=' ';
    
75. 
    
76.         *++s =temp_data/10000+0x30;
    
77.         temp_data=temp_data%10000;     //取余运算
    
78. 
    
79.         *++s =temp_data/1000+0x30;
    
80.         temp_data=temp_data%1000;     //取余运算
    
81. 
    
82.         *++s =temp_data/100+0x30;
    
83.         temp_data=temp_data%100;     //取余运算
    
84.         *++s =temp_data/10+0x30;
    
85.         temp_data=temp_data%10;      //取余运算
    
86.         *++s =temp_data+0x30;         
    
87. }
    
88. //******************************************************************************************************
    
89. //串口初始化
    
90. //*******************************************************************************************************
    
91. void init_uart()
    
92. {
    
93.         TMOD=0x21;                                
    
94.         TH1=0xfd;                //实现波特率9600（系统时钟11.0592MHZ）               
    
95.         TL1=0xfd;               
    
96.                
    
97.         SCON=0x50;
    
98.         PS=1;      //串口中断设为高优先级别
    
99.         TR0=1;           //启动定时器                        
    
100.         TR1=1;
     
101.         ET0=1;     //打开定时器0中断                        
     
102.         ES=1;        
     
103.         EA=1;
     
104. }
     
105. //*************************************************************************************************
     
106. //串口发送函数
     
107. //*************************************************************************************************
     
108. void  SeriPushSend(uchar send_data)
     
109. {
     
110.     SBUF=send_data;  
     
111.         while(!TI);TI=0;         
     
112. }
     
113. //*************************************************************************************************
     
114. //************************************延时*********************************************************
     
115. //*************************************************************************************************
     
116. void delay(unsigned int k)        
     
117. {                                                
     
118.         unsigned int i,j;                                
     
119.         for(i=0;i<k;i++)
     
120.         {                        
     
121.                 for(j=0;j<121;j++);
     
122.         }                                                
     
123. }
     
124. //************************************************************************************************
     
125. //延时5微秒(STC90C52RC@12M)
     
126. //不同的工作环境,需要调整此函数
     
127. //注意当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
     
128. //************************************************************************************************
     
129. void Delay5us()
     
130. {
     
131.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
     
132.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
     
133.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
     
134.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
     
135.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
     
136.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
     
137. }
     
138. //*************************************************************************************************
     
139. //I2C起始信号
     
140. //*************************************************************************************************
     
141. void I2C_Start()
     
142. {
     
143.     SDA = 1;                    //拉高数据线
     
144.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
     
145.     Delay5us();                 //延时
     
146.     SDA = 0;                    //产生下降沿
     
147.     Delay5us();                 //延时
     
148.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
     
149. }
     
150. //*************************************************************************************************
     
151. //I2C停止信号
     
152. //*************************************************************************************************
     
153. void I2C_Stop()
     
154. {
     
155.     SDA = 0;                    //拉低数据线
     
156.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
     
157.     Delay5us();                 //延时
     
158.     SDA = 1;                    //产生上升沿
     
159.     Delay5us();                 //延时
     
160. }
     
161. //**************************************************************************************************
     
162. //I2C发送应答信号
     
163. //入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
     
164. //**************************************************************************************************
     
165. void I2C_SendACK(bit ack)
     
166. {
     
167.     SDA = ack;                  //写应答信号
     
168.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
     
169.     Delay5us();                 //延时
     
170.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
     
171.     Delay5us();                 //延时
     
172. }
     
173. //****************************************************************************************************
     
174. //I2C接收应答信号
     
175. //****************************************************************************************************
     
176. bit I2C_RecvACK()
     
177. {
     
178.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
     
179.     Delay5us();                 //延时
     
180.     CY = SDA;                   //读应答信号
     
181.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
     
182.     Delay5us();                 //延时
     
183.     return CY;
     
184. }
     
185. //*****************************************************************************************************
     
186. //向I2C总线发送一个字节数据
     
187. //*****************************************************************************************************
     
188. void I2C_SendByte(uchar dat)
     
189. {
     
190.     uchar i;
     
191.     for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
     
192.     {
     
193.         dat <<= 1;              //移出数据的最高位
     
194.         SDA = CY;               //送数据口
     
195.         SCL = 1;                //拉高时钟线
     
196.         Delay5us();             //延时
     
197.         SCL = 0;                //拉低时钟线
     
198.         Delay5us();             //延时
     
199.     }
     
200.     I2C_RecvACK();
     
201. }
     
202. //*****************************************************************************************************
     
203. //从I2C总线接收一个字节数据
     
204. //******************************************************************************************************
     
205. uchar I2C_RecvByte()
     
206. {
     
207.     uchar i;
     
208.     uchar dat = 0;
     
209.     SDA = 1;                    //使能内部上拉,准备读取数据,
     
210.     for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
     
211.     {
     
212.         dat <<= 1;
     
213.         SCL = 1;                //拉高时钟线
     
214.         Delay5us();             //延时
     
215.         dat |= SDA;             //读数据               
     
216.         SCL = 0;                //拉低时钟线
     
217.         Delay5us();             //延时
     
218.     }
     
219.     return dat;
     
220. }
     
221. //*****************************************************************************************************
     
222. //向I2C设备写入一个字节数据
     
223. //*****************************************************************************************************
     
224. void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)
     
225. {
     
226.     I2C_Start();                  //起始信号
     
227.     I2C_SendByte(SlaveAddress);   //发送设备地址+写信号
     
228.     I2C_SendByte(REG_Address);    //内部寄存器地址，
     
229.     I2C_SendByte(REG_data);       //内部寄存器数据，
     
230.     I2C_Stop();                   //发送停止信号
     
231. }
     
232. //*******************************************************************************************************
     
233. //从I2C设备读取一个字节数据
     
234. //*******************************************************************************************************
     
235. uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)
     
236. {
     
237.         uchar REG_data;
     
238.         I2C_Start();                   //起始信号
     
239.         I2C_SendByte(SlaveAddress);    //发送设备地址+写信号
     
240.         I2C_SendByte(REG_Address);     //发送存储单元地址，从0开始        
     
241.         I2C_Start();                   //起始信号
     
242.         I2C_SendByte(SlaveAddress+1);  //发送设备地址+读信号
     
243.         REG_data=I2C_RecvByte();       //读出寄存器数据
     
244.         I2C_SendACK(1);                //接收应答信号
     
245.         I2C_Stop();                    //停止信号
     
246.         return REG_data;
     
247. }
     
248. //******************************************************************************************************
     
249. //初始化MPU6050
     
250. //******************************************************************************************************
     
251. void InitMPU6050()
     
252. {
     
253.         Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00);        //解除休眠状态
     
254.         Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07);
     
255.         Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06);
     
256.         Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18);
     
257.         Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01);
     
258. }
     
259. //******************************************************************************************************
     
260. //合成数据
     
261. //******************************************************************************************************
     
262. int GetData(uchar REG_Address)
     
263. {
     
264.         uchar H,L;
     
265.         H=Single_ReadI2C(REG_Address);
     
266.         L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
     
267.         return ((H<<8)+L);   //合成数据
     
268. }
     
269. //******************************************************************************************************
     
270. //超级终端（串口调试助手）上显示10位数据
     
271. //******************************************************************************************************
     
272. void Display10BitData(int value)
     
273. {  uchar i;
     
274.         value/=64;                                                        //转换为10位数据
     
275.         lcd_printf(dis, value);                        //转换数据显示
     
276.         for(i=0;i<6;i++)
     
277.         {
     
278.     SeriPushSend(dis);
     
279.     }
     
280. 
     
281.            //DisplayListChar(x,y,dis,4);        //启始列，行，显示数组，显示长度
     
282. }
     
283. //*******************************************************************************************************
     
284. //主程序
     
285. //*******************************************************************************************************
     
286. void main()
     
287. {
     
288.         delay(500);                //上电延时               
     
289.         init_uart();
     
290.         InitMPU6050();        //初始化MPU6050
     
291.         delay(150);
     
292.         while(1)
     
293.         {
     
294.         
     
295.                 Display10BitData(GetData(ACCEL_XOUT_H));        //显示X轴加速度
     
296.                 Display10BitData(GetData(ACCEL_YOUT_H));        //显示Y轴加速度
     
297.                 Display10BitData(GetData(ACCEL_ZOUT_H));        //显示Z轴加速度
     
298.                 Display10BitData(GetData(GYRO_XOUT_H));                //显示X轴角速度
     
299.                 Display10BitData(GetData(GYRO_YOUT_H));                //显示Y轴角速度
     
300.                 Display10BitData(GetData(GYRO_ZOUT_H));                //显示Z轴角速度
     
301.      
     
302.                 SeriPushSend(0x0d);
     
303.         SeriPushSend(0x0a);//换行，回车
     
304.                 delay(2000);
     
305.         }
     
306. }
     

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苦行僧

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，

苦行僧

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，？

苦行僧

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