陀螺仪LSM6DSV80X开发.2--上报匿名上位机实现可视化概述视频教学样品申请源码下载硬件准备参考程序参考坐标系加速度计工作方式上位机通讯加速度演示加速度曲线显示陀螺仪工作方式均值修改高 g 加速度上报源码演示概述本文档详细介绍了如何使用匿名助手的上位机实现加速度计和陀螺仪数据的可视化显示。内容涵盖了加速度计和陀螺仪的工作原理、上位机通信协议、数据处理流程以及具体的代码实现。通过本文档读者可以了解如何通过串口通讯协议将传感器数据发送到上位机并进行实时的曲线显示和数据分析。最近在弄ST和瑞萨RA的课程需要样片的可以加群申请615061293 。视频教学https://www.bilibili.com/video/BV1L6aGz4ELL陀螺仪LSM6DSV80X开发(2)----上报匿名上位机实现可视化样品申请https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#源码下载https://download.csdn.net/download/qq_24312945/92884648硬件准备首先需要准备一个开发板这里我准备的是自己绘制的开发板需要的可以进行申请。主控为STM32H503CB陀螺仪为LSM6DSV80X磁力计为LIS2MDL。参考程序https://github.com/CoreMaker-lab/LSM6DSV80Xhttps://gitee.com/CoreMaker/LSM6DSV80X参考坐标系加速度计工作方式假设立方体在外太空那里的一切都是失重的球会简单地漂浮在立方体的中心。现在假设每面墙代表一个特定的轴。如果我们突然以 1g 的加速度向左移动盒子单个 G 力 1g 相当于重力加速度 9.8 m/s 2球无疑会撞到墙壁 X。如果我们测量球对墙壁施加的力X我们可以得到沿X轴的输出值为1g。让我们看看当我们把那个立方体放在地球上时会发生什么。球将简单地落在墙 Z 上施加 1g 的力如下图所示在这种情况下盒子没有移动但我们仍然在 Z 轴上得到 1g 的读数。这是因为重力实际上是加速度的一种形式以 1g 的力向下拉球。虽然此模型并不完全代表真实世界的加速度计传感器是如何构建的但它通常有助于理解为什么加速度计的输出信号通常以 ±g 为单位指定或者为什么加速度计在静止时在 z 轴上读数为 1g或者您可以在不同方向上获得什么样的加速度计读数。上位机通讯这里使用的是匿名助手的上位机https://gitee.com/anotc/AnoAssistant有专门的通讯协议串口通讯协议格式如下所示需要注意传输为小端模式传输。对应的源地址和目标地址分别为0xFD和0xFE。我们只需要上报加速度和陀螺仪数据所以功能码为0x01数据长度为0x0D需要主要为小端模式传输。加速度演示实测移动模块分别为X、Y、Z轴向下可以看见数值基本上为1000mg。加速度曲线显示设置数据列表-添加波形可以添加加速度或者角速度曲线可以通过右下角设置具体显示。陀螺仪工作方式加速度计测量线性加速度而陀螺仪测量角旋转。为此他们测量了科里奥利效应产生的力。陀螺仪是一种运动传感器能够感测物体在一轴或多轴上的旋转角速度。它能够精确地感测自由空间中复杂的移动动作因此成为追踪物体移动方位和旋转动作的必要设备。与加速计和电子罗盘不同陀螺仪不需要依赖外部力量如重力或磁场可以自主地发挥其功能。因此从理论上讲只使用陀螺仪就可以完成姿态导航的任务。陀螺仪的每个通道检测一个轴的旋转。也就是说陀螺仪通过测量自身的旋转状态判断出设备当前运动状态是向前、向后、向上、向下、向左还是向右呢是加速角速度还是减速角速度呢都可以实现但是要判断出设备的方位东西南北陀螺仪就没有办法。MEMS陀螺仪主要利用科里奥利力旋转物体在有径向运动时所受到的切向力原理公开的微机械陀螺仪均采用振动物体传感角速度的概念利用振动来诱导和探测科里奥利力。MEMS陀螺仪的核心是一个微加工机械单元在设计上按照一个音叉机制共振运动通过科里奥利力原理把角速率转换成一个特定感测结构的位移。两个相同的质量块以方向相反的做水平震荡。当外部施加一个角速率就会出现一个科氏力力的方向垂直于质量运动方向如垂直方向箭头所示。产生的科氏力使感测质量发生位移位移大小与所施加的角速率大小成正比科氏力引起的电容变化即可计算出角速率大小。科里奥利效应指出当质量 (m) 以速度 (v) 沿特定方向移动并施加外部角速率 (Ω)红色箭头时科里奥利效应会产生一个力黄色箭头导致质量垂直移动。该位移的值与应用的角速率直接相关。均值修改修改取均值数据增加帧率。#defineCNT_FOR_OUTPUT10高 g 加速度在很多传统的 MEMS 惯性传感器中内置的加速度计满量程通常是 ±2g / ±4g / ±8g / ±16g用来覆盖常见的运动和姿态检测。但在一些特殊场景下例如跌落检测、冲击监测、工业振动分析、运动器械的高速动作捕捉普通的低 g 加速度计很容易因为量程不足而饱和导致数据失真。为了解决这个问题高 g 加速度计应运而生。这里用罗盘针来显示高 g 数据。上报源码/* USER CODE BEGIN 2 */printf(HELLO!\n);HAL_GPIO_WritePin(CS1_GPIO_Port,CS1_Pin,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(SA0_GPIO_Port,SA0_Pin,GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(CS2_GPIO_Port,CS2_Pin,GPIO_PIN_SET);HAL_Delay(100);lsm6dsv80x_reset_trst;stmdev_ctx_tdev_ctx;// 累加器和计数器用于计算均值double_tlowg_xl_sum[3],hg_xl_sum[3],gyro_sum[3],temp_sum;uint16_tlowg_xl_cnt0,hg_xl_cnt0,gyro_cnt0,temp_cnt0;/* Initialize mems driver interface */dev_ctx.write_regplatform_write;dev_ctx.read_regplatform_read;dev_ctx.mdelayplatform_delay;dev_ctx.handleSENSOR_BUS;/* Init test platform */// platform_init();/* Wait sensor boot time */platform_delay(BOOT_TIME);/* Check device ID */lsm6dsv80x_device_id_get(dev_ctx,whoamI);printf(LSM6DSV80X_ID0x%x,whoamI0x%x,LSM6DSV80X_ID,whoamI);if(whoamI!LSM6DSV80X_ID)while(1);/* Restore default configuration */lsm6dsv80x_reset_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_RESTORE_CTRL_REGS);do{lsm6dsv80x_reset_get(dev_ctx,rst);}while(rst!LSM6DSV80X_READY);/* Enable Block Data Update */lsm6dsv80x_block_data_update_set(dev_ctx,PROPERTY_ENABLE);/* Set Output Data Rate. * Selected data rate have to be equal or greater with respect * with MLC data rate. */// 设置量程与输出数据速率lsm6dsv80x_xl_data_rate_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_ODR_AT_480Hz);lsm6dsv80x_hg_xl_data_rate_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_HG_XL_ODR_AT_480Hz,1);lsm6dsv80x_gy_data_rate_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_ODR_AT_480Hz);/* Set full scale */lsm6dsv80x_xl_full_scale_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_16g);lsm6dsv80x_hg_xl_full_scale_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_80g);lsm6dsv80x_gy_full_scale_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_4000dps);/* Configure filtering chain */filt_settling_mask.drdyPROPERTY_ENABLE;filt_settling_mask.irq_xlPROPERTY_ENABLE;filt_settling_mask.irq_gPROPERTY_ENABLE;lsm6dsv80x_filt_settling_mask_set(dev_ctx,filt_settling_mask);lsm6dsv80x_filt_gy_lp1_set(dev_ctx,PROPERTY_ENABLE);lsm6dsv80x_filt_gy_lp1_bandwidth_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_GY_ULTRA_LIGHT);lsm6dsv80x_filt_xl_lp2_set(dev_ctx,PROPERTY_ENABLE);lsm6dsv80x_filt_xl_lp2_bandwidth_set(dev_ctx,LSM6DSV80X_XL_STRONG);lowg_xl_sum[0]lowg_xl_sum[1]lowg_xl_sum[2]0.0;hg_xl_sum[0]hg_xl_sum[1]hg_xl_sum[2]0.0;gyro_sum[0]gyro_sum[1]gyro_sum[2]0.0;temp_sum0.0;int16_tacc_int16[3]{0,0,0};int16_tgyr_int16[3]{0,0,0};floatacc[3]{0};floatgyr[3]{0};uint8_tdata[21]{0};data[0]0xAB;//帧头data[1]0xFD;//源地址data[2]0xFE;//目标地址data[3]0x01;//功能码IDdata[4]0x0D;//数据长度LENdata[5]0x00;//数据长度LEN 13uint8_tsumcheck0;uint8_taddcheck0;int16_th_acc_int16[3]{0,0,0};floath_acc[3]{0};uint8_th_data[17]{0};h_data[0]0xAB;//帧头h_data[1]0xFD;//源地址h_data[2]0xFE;//目标地址h_data[3]0x02;//功能码IDh_data[4]0x09;//数据长度LENh_data[5]0x00;//数据长度LEN 13uint8_th_sumcheck0;uint8_th_addcheck0;/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while(1){lsm6dsv80x_data_ready_tdrdy;/* Read output only if new xl value is available */lsm6dsv80x_flag_data_ready_get(dev_ctx,drdy);// 低g加速度数据if(drdy.drdy_xl){/* Read acceleration field data */memset(data_raw_motion,0x00,3*sizeof(int16_t));lsm6dsv80x_acceleration_raw_get(dev_ctx,data_raw_motion);acceleration_mg[0]lsm6dsv80x_from_fs16_to_mg(data_raw_motion[0]);acceleration_mg[1]lsm6dsv80x_from_fs16_to_mg(data_raw_motion[1]);acceleration_mg[2]lsm6dsv80x_from_fs16_to_mg(data_raw_motion[2]);lowg_xl_sum[0]acceleration_mg[0];lowg_xl_sum[1]acceleration_mg[1];lowg_xl_sum[2]acceleration_mg[2];lowg_xl_cnt;}// 高g加速度数据if(drdy.drdy_hgxl){/* Read acceleration field data */memset(data_raw_motion,0x00,3*sizeof(int16_t));lsm6dsv80x_hg_acceleration_raw_get(dev_ctx,data_raw_motion);acceleration_mg[0]lsm6dsv80x_from_fs80_to_mg(data_raw_motion[0]);acceleration_mg[1]lsm6dsv80x_from_fs80_to_mg(data_raw_motion[1]);acceleration_mg[2]lsm6dsv80x_from_fs80_to_mg(data_raw_motion[2]);hg_xl_sum[0]acceleration_mg[0];hg_xl_sum[1]acceleration_mg[1];hg_xl_sum[2]acceleration_mg[2];hg_xl_cnt;}// 陀螺仪数据/* Read output only if new xl value is available */if(drdy.drdy_gy){/* Read angular rate field data */memset(data_raw_motion,0x00,3*sizeof(int16_t));lsm6dsv80x_angular_rate_raw_get(dev_ctx,data_raw_motion);angular_rate_mdps[0]lsm6dsv80x_from_fs4000_to_mdps(data_raw_motion[0]);angular_rate_mdps[1]lsm6dsv80x_from_fs4000_to_mdps(data_raw_motion[1]);angular_rate_mdps[2]lsm6dsv80x_from_fs4000_to_mdps(data_raw_motion[2]);gyro_sum[0]angular_rate_mdps[0];gyro_sum[1]angular_rate_mdps[1];gyro_sum[2]angular_rate_mdps[2];gyro_cnt;}if(drdy.drdy_temp){/* Read temperature data */memset(data_raw_temperature,0x00,sizeof(int16_t));lsm6dsv80x_temperature_raw_get(dev_ctx,data_raw_temperature);temperature_degClsm6dsv80x_from_lsb_to_celsius(data_raw_temperature);temp_sumtemperature_degC;temp_cnt;}if(lowg_xl_cntCNT_FOR_OUTPUT){/* print media low-g xl data */acceleration_mg[0]lowg_xl_sum[0]/lowg_xl_cnt;acceleration_mg[1]lowg_xl_sum[1]/lowg_xl_cnt;acceleration_mg[2]lowg_xl_sum[2]/lowg_xl_cnt;acc_int16[0](int16_t)(acceleration_mg[0]);acc_int16[1](int16_t)(acceleration_mg[1]);acc_int16[2](int16_t)(acceleration_mg[2]);// printf(lg xl (media of %d samples) [mg]:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n,// lowg_xl_cnt, acceleration_mg[0], acceleration_mg[1], acceleration_mg[2]);lowg_xl_sum[0]lowg_xl_sum[1]lowg_xl_sum[2]0.0;lowg_xl_cnt0;/* print media high-g xl data */acceleration_mg[0]hg_xl_sum[0]/hg_xl_cnt;acceleration_mg[1]hg_xl_sum[1]/hg_xl_cnt;acceleration_mg[2]hg_xl_sum[2]/hg_xl_cnt;h_acc_int16[0](int16_t)(acceleration_mg[0]);h_acc_int16[1](int16_t)(acceleration_mg[1]);h_acc_int16[2](int16_t)(acceleration_mg[2]);// printf(hg xl (media of %d samples) [mg]:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n,// hg_xl_cnt, acceleration_mg[0], acceleration_mg[1], acceleration_mg[2]);hg_xl_sum[0]hg_xl_sum[1]hg_xl_sum[2]0.0;hg_xl_cnt0;/* print media gyro data */angular_rate_mdps[0]gyro_sum[0]/gyro_cnt;angular_rate_mdps[1]gyro_sum[1]/gyro_cnt;angular_rate_mdps[2]gyro_sum[2]/gyro_cnt;gyr_int16[0](int16_t)(angular_rate_mdps[0]/10);gyr_int16[1](int16_t)(angular_rate_mdps[1]/10);gyr_int16[2](int16_t)(angular_rate_mdps[2]/10);// printf(gyro (media of %d samples) [mdps]:%4.2f\t%4.2f\t%4.2f\r\n,// gyro_cnt, angular_rate_mdps[0], angular_rate_mdps[1], angular_rate_mdps[2]);gyro_sum[0]gyro_sum[1]gyro_sum[2]0.0;gyro_cnt0;/* print media temperature data */temperature_degCtemp_sum/temp_cnt;// printf(Temperature (media of %d samples) [degC]:%6.2f\r\n\r\n,// temp_cnt, temperature_degC);temp_cnt0;temp_sum0.0;data[7]acc_int16[0]8;//ACC_Xdata[6]acc_int16[0];data[9]acc_int16[1]8;//ACC_Ydata[8]acc_int16[1];data[11]acc_int16[2]8;//ACC_Zdata[10]acc_int16[2];data[13]gyr_int16[0]8;//GYR_Xdata[12]gyr_int16[0];data[15]gyr_int16[1]8;//GYR_Ydata[14]gyr_int16[1];data[17]gyr_int16[2]8;//GYR_Zdata[16]gyr_int16[2];data[18]0;sumcheck0;addcheck0;for(uint16_ti0;i19;i){sumcheckdata[i];//从帧头开始对每一字节进行求和直到 DATA 区结束addchecksumcheck;//每一字节的求和操作进行一次 sumcheck 的累加}data[19]sumcheck;data[20]addcheck;HAL_UART_Transmit(huart1,(uint8_t*)data,21,0xFFFF);h_data[7]h_acc_int16[0]8;//ACC_Xh_data[6]h_acc_int16[0];h_data[9]h_acc_int16[1]8;//ACC_Yh_data[8]h_acc_int16[1];h_data[11]h_acc_int16[2]8;//ACC_Zh_data[10]h_acc_int16[2];h_data[12]0;h_data[13]0;h_data[14]0;h_sumcheck0;h_addcheck0;for(uint16_ti0;i15;i){h_sumcheckh_data[i];//从帧头开始对每一字节进行求和直到 DATA 区结束h_addcheckh_sumcheck;//每一字节的求和操作进行一次 sumcheck 的累加}h_data[15]h_sumcheck;h_data[16]h_addcheck;HAL_UART_Transmit(huart1,(uint8_t*)h_data,17,0xFFFF);}/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */演示旋转X轴的加速度数据。旋转Y轴的加速度数据。旋转Z轴的加速度数据。旋转X轴的角速度数据。旋转Y轴的角速度数据。旋转Z轴的角速度数据。旋转X轴的高g加速度数据。旋转Y轴的高g加速度数据。旋Z轴的高g加速度数据。