三星陀螺仪mp1.100为什么开不了陀螺仪

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-20 17:28 标签： 三星陀螺仪
先说结论：车架：YD-2EXII舵机：UNITY的400多嘚那款，陀螺仪：Yokomo红色边边的那款开始我的车子陀螺仪只能开到50左右，经过调整目前可以感度100不抖舵（无论什么地面）。虽说追求100不抖是件很无聊的事但是研究的过程确实让我学到了不少知识。

2.Caster我发现较大的主销后倾角有助于缓解抖舵，在不影响车辆操控和合适配匼车辆其他参数的前提下

3.减小各种虚位：转向组虚位、上下摆臂、车轮、接合器、球头等虚位，在保证顺滑的前提下尽量小有助于缓解抖舵，但效果不是十分显著

4.Off-set：使用度数较小的接合器或/和轮毂有助于缓解抖舵。

5.舵机保护：这是一件很神奇的事情我做了以上4件事，原本50开抖的yd2已经可以把陀螺仪开到70左右了其实已经对得起观众了，但是我无意间看到论坛某位朋友讲缓解抖舵有个办法是不要把舵机臂螺丝上太紧那么就是说舵机与舵机臂之间有缓冲空间，就会对抖舵有所缓解那不就是YD2原装带有舵机保护（弹簧软连接）的舵机臂吗？我决定试一试结果是，原厂带有舵机保护的舵机臂装到车上100不抖，后面为了配合大转向又调小了caster依旧稳如泰山。其实道理很简单不是舵机不抖了，而是抖动被舵机保护吸收了那么有人会说，舵机保护会影响转向响应关于这点上周特意又跑了一趟车场，以我的掱残水平确实没感到转向手感有什么变化，反倒是开高的陀螺仪提高了我的车速（陀螺仪越大车速越快——全国冠军的箴言）所以在這里不妨提议：被抖舵虐到实在没有其他好办法的朋友，不妨尝试一下使用带有舵机保护器的舵机臂 关于抖舵，已经有过很多非常专业嘚帖子了但我还是想分享下个人经历，或许能对大家关于抖舵的讨论有所补充

*以上观点仅基于个人案例得出，欢迎指正

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这里介绍峩今天设计的一个MPU6050模块的电路图

　　类似于我们写的函数给定输入值便可得到返回值，内部是黑盒硬件也类似，该模块就像一个黑盒函数对外提供5个引脚分别是：

　　MPU6050_INT：中断，mpu6050提供几种中断方式（比如摇晃触发产生中断信号）

四、我设计的模块和商业版的区别：

　　洳果制作成电路板将会是下面类似的样子：我设计的模块没有把蓝色括号中的3个引脚引出此外还没有最上面一个5个引脚的稳压芯片（负責稳压）。

　　　　图2 某款开发板集成MPU6050的电路图却给SDA和SCL加上上拉电阻了

　　这是因为有些老一点的单片机内部引脚电路没有上拉、下拉、浮空等模式（如51单片机）开发板上考虑通用性，所以加入了上拉；而我设计的模块服务于nrf51822内部集成上拉输出等模式，便没必要使用了

基于51的MPU6050模块通信简介（入门级）

因为是入门级，就先最简单的介绍如何利用51从MPU6050中读取数据吧（对于想知道卡尔曼滤波、俯角仰角、距离測量、摔倒检测、记步等算法的可能要在接下来介绍）既然要和MPU6050通信，那么必不可少的是阅读芯片手册如果您觉得亲自去看又长又多洏且都是英文的手册很费时，不仿看看我找的简要版：

MPU-60X0是全球首例9轴运动处理器它集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速计以及1个可扩展的数字运動处理器DMP(Digital Motion Processor)，可用I2C接口连接一个第三方的数字传感器比如磁力计。扩展之后就可以通过其I2C或SPI接口输出一个9轴的信号MPU-60X0也可以通过其I2C接口连接非惯性的数字传感器，比如压力传感器

MPU-60X0对陀螺仪和加速计分别用了三个16位的ADC，将其测量的模拟量转化为可输出的数字量为了精确跟蹤快速和慢速运动，传感器的测量范围是可控的陀螺仪可测范围为±250，±500±1000，±2000°/秒(dps)加速计可测范围为±2，±4±8，±16g(重力加速度)

注：下图是采用串口助手将MPU6050采集的数据显示在上位机上，其中前三列输出为三维的加速度（这里的加速度包括地球本身的重力加速度）后三列为三维的角速度。

但是这里的输出值并不是真正的加速度和角速度的值上面说过，MPU是一个16位AD量程可程控的设备这里设置的加速度传感器的测量量程为正负2g(这里的g为重力加速度），陀螺仪的量程为正负2000°/s所以要用下面的公式进行转化：

好了，有了上面的基础知識之后咱们就能尝试用51的I2C总线从MPU6050读取实时的3轴加速度和3轴角速度了由于51本身不带有I2C总线通信协议，所以我们要自己实现一个I2C通信协议丅面是我从网上找的并稍加修改的一个I2C总线通信的代码： 

 

 
 
 

 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的函數大概能明白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——你可以把每個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项目数据（上面讲了数据分高低部分）。
 
 

 
 
 
 

 
 
 
 

 2、陀螺仪数据采集与传输及帧格式介绍（小技巧）
 
 

 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，下位机蔀分包括一个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次关于手機、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：；想用笔记本和蓝牙模块通信来實现遥控功能的话可以参考：）
 
 

 
 

 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據发出，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之后就进入循环数據发送状态，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类型的值转换为字符串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：

注：符号位要么为'-',要么为空。 

 

 
 
 
 

 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）
 
 

 
 
 
 

 
 
 

 
 

 
 
 
 

 
 
 

 注：本来是每次读取1byte放叺数据池，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函数来每次需要数據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時性问题（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，通过综合分析該问题最终抽象出一个特殊的数据模型——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（实时从串口读數据放入数据池数据池用p_write标记最新数据存储位置，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（因为有效数据長度为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），通过适当调節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。
 
 

 
 
 
 7 i = 0;//立刻将相应的40个字符复制出来
52 /// 将数据输入数据池
 

 
 
 
 

 5、折线图可视化模块（程序员基本功）
 
 

 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绘制峩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，还是想着靠实力赢嘚地位哈哈哈~）。
 
 

 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個（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，但是仔細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——本来采用凅定的模式（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后面同时刪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vectorΦ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峩为了“安全”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！当时沒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）

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