• 自用——平衡小车代码


    编写的文件

    encoder.c

    1. #include "encoder.h"
    2. void Encoder_TIM2_Init(void)
    3. {
    4. RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    5. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    6. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    7. //读数据-浮空输入
    8. GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    9. GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
    10. //不配置速度是因为速度是用来发出数据的,这GPIO是用来读取数据的
    11. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    12. TIM_InternalClockConfig(TIM2);
    13. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    14. TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStruct);
    15. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    16. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    17. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65535;
    18. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 0;
    19. TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct);
    20. //编码器特有的配置
    21. TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM2, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
    22. TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
    23. TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);
    24. //问:这个输入捕获,默认初始化通道1,那通道2就不初始化么?
    25. //答:STM32编码器会直接占用整个TIMx定时器通道,编码器引脚也是固定的TIMx_Ch1和TIM_Ch2,通道已被硬件固化,不需要配置。
    26. //滤波器的值
    27. TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 10;
    28. TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStruct);
    29. //清理计数溢出的标志位
    30. TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    31. //开启中断
    32. TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    33. //计数值置0
    34. TIM_SetCounter(TIM2, 0);
    35. TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
    36. }
    37. void Encoder_TIM3_Init(void)
    38. {
    39. RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    40. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    41. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    42. //读数据-浮空输入
    43. GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    44. GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    45. //不配置速度是因为速度是用来发出数据的,这GPIO是用来读取数据的
    46. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    47. TIM_InternalClockConfig(TIM3);
    48. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    49. TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStruct);
    50. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    51. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    52. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65535;
    53. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 0;
    54. TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStruct);
    55. //编码器特有的配置
    56. TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
    57. TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
    58. TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);
    59. //问:这个输入捕获,默认初始化通道1,那通道2就不初始化么?
    60. //答:STM32编码器会直接占用整个TIMx定时器通道,编码器引脚也是固定的TIMx_Ch1和TIM_Ch2,通道已被硬件固化,不需要配置。
    61. //滤波器的值
    62. TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 10;
    63. TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStruct);
    64. //清理计数溢出的标志位
    65. TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
    66. //开启中断
    67. TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
    68. //计数值置0
    69. TIM_SetCounter(TIM3, 0);
    70. TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
    71. }
    72. /**
    73. * @brief 编码器速度读取函数
    74. * @param 定时器的数字
    75. * @retval 读取到的定时器的值(采集编码器的计数值)
    76. */
    77. int Read_Speed(int TIMx)
    78. {
    79. int value;
    80. switch(TIMx)
    81. {
    82. //每采集一次就把计数器清零,即得到的计数值就是速度
    83. case 2:value = (short)TIM_GetCounter(TIM2);TIM_SetCounter(TIM3,0);break;
    84. case 3:value = (short)TIM_GetCounter(TIM3);TIM_SetCounter(TIM3,0);break;
    85. default:value = 0;
    86. }
    87. return value;
    88. }
    89. //没有用到,但是为了寻址还是先写上
    90. void TIM2_IRQHandler(void)
    91. {
    92. if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update)!=0)
    93. {
    94. TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    95. }
    96. }
    97. void TIM3_IRQHandler(void)
    98. {
    99. if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_FLAG_Update)!=0)
    100. {
    101. TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_FLAG_Update);
    102. }
    103. }

    encoder.h

    1. #ifndef __ENCODER_H__
    2. #define __ENCODER_H__
    3. #include "sys.h"
    4. void Encoder_TIM2_Init(void);
    5. void Encoder_TIM3_Init(void);
    6. int Read_Speed(int TIMx);
    7. #endif

    PWM.c

    1. #include "sys.h"
    2. void PWM_TIM1_Init(uint16_t Psc, uint16_t Per)
    3. {
    4. RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_TIM1 | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    5. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    6. //复用推挽输出-输出PWM波形
    7. GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    8. GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_11;
    9. GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    10. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    11. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
    12. TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseInitStruct);
    13. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    14. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    15. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = Per;
    16. TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = Psc;
    17. TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStruct);
    18. //初始化输出比较
    19. TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
    20. TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    21. TIM_OCInitStruct.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
    22. TIM_OCInitStruct.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
    23. TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;
    24. TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct);
    25. TIM_OC4Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct);
    26. //高级定时器专属——MOE主输出使能
    27. TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);
    28. //预装载寄存器使能
    29. TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
    30. TIM_OC2PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
    31. //TIM1在ARR上的预装载寄存器使能
    32. TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);
    33. TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
    34. }

    PWM.h

    1. #ifndef __PWM_H__
    2. #define __PWM_H__
    3. void PWM_TIM1_Init(uint16_t Psc, uint16_t Per);
    4. #endif

    exti.c

    1. #include "exti.h"
    2. void MPU6050_EXTI_Init(void)
    3. {
    4. RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    5. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    6. //上拉输入
    7. GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    8. GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
    9. GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    10. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    11. GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource5);
    12. EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
    13. EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line5;
    14. EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    15. EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    16. EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
    17. EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    18. }

     exti.h

    1. #ifndef __EXTI_H__
    2. #define __EXTI_H__
    3. #include "sys.h"
    4. void MPU6050_EXTI_Init(void);
    5. #endif

    moto.c

    1. #include "motor.h"
    2. void Motor_Init(void)
    3. {
    4. RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    5. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    6. //复用推挽输出-输出PWM波形
    7. GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    8. GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
    9. GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    10. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    11. }
    12. //限幅函数
    13. void Motor_Limit(int *motoA, int *motoB)
    14. {
    15. if(*motoA>PWM_MAX) *motoA=PWM_MAX;
    16. if(*motoA
    17. if(*motoB>PWM_MAX) *motoB=PWM_MAX;
    18. if(*motoB
    19. }
    20. int GFP_abs(int p)
    21. {
    22. int q;
    23. q=(p>0)?p:(-p);
    24. return q;
    25. }
    26. //赋值函数
    27. //参数:PID运算完成后的PWM值
    28. void Load(int moto1, int moto2)
    29. {
    30. //判断正负号,决定正反转
    31. if(moto1>0) Ain1=1,Ain2=0;//正转
    32. else Ain1=0,Ain2=1;//反转
    33. TIM_SetCompare1(TIM1, GFP_abs(moto1));
    34. if(moto2>0) Bin1=1,Bin2=0;
    35. else Bin1=0,Bin2=1;
    36. TIM_SetCompare4(TIM1, GFP_abs(moto2));
    37. }

    moto.h

    1. #ifndef __MOTOR_H__
    2. #define __MOTOR_H__
    3. #include "sys.h"
    4. #define Ain1 PBout(14)
    5. #define Ain2 PBout(15)
    6. #define Bin1 PBout(13)
    7. #define Bin2 PBout(12)
    8. void Motor_Init(void);
    9. void Motor_Limit(int *motoA, int *motoB);
    10. void Load(int moto1, int moto2);
    11. #endif

    control.c

    1. #include "control.h"
    2. float Med_Angle=0;//机械中值
    3. float
    4. Vertical_Kp=0,
    5. Vertical_Kd=0;//直立环的p和d
    6. float
    7. Velocity_Kp=0,
    8. Velocity_Ki=0;//速度环的p和i
    9. int Vertical_out,Velocity_out,Turn_out;
    10. //直立环,速度环,转向环的输出
    11. void EXTI9_5_IRQHandler(void)
    12. {
    13. int PWM_out;
    14. //是否进入中断
    15. if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5) != 0)//PB5
    16. {
    17. if(PBin(5)==0)//是否是PB5
    18. {
    19. EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);//清楚中断标志位
    20. //1.采集编码器数据和MPU6050角度信息
    21. Encoder_Left = -Read_Speed(2);//电机是相对安装的,所以角度刚好相差180°,为了保持极性一致,取反
    22. Encoder_Right = Read_Speed(4);
    23. mpu_dmp_get_data(&Pitch,&Roll,&Yaw); //角度
    24. MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);//陀螺仪——角度
    25. MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);//加速度;
    26. //2.把数据压入闭环控制中,计算控制输出量
    27. Vertical_out = Vertical(Med_Angle, Pitch, gyroy);
    28. Velocity_out = Velocity(Encoder_Left, Encoder_Right);
    29. Turn_out = Turn(gyroz);
    30. //公式PWM_out=真实角度+Vertical_Kp*速度环输出
    31. PWM_out = Vertical_out + Vertical_out * Velocity_out;//最终输出
    32. //3.把控制输出量加载到电机上,完成最终的控制
    33. MOTO1=PWM_out-Turn_out;
    34. MOTO2=PWM_out+Turn_out;
    35. Motor_Limit(&MOTO1, &MOTO2);//PWM限幅
    36. Load(MOTO1, MOTO2);//装载值
    37. }
    38. }
    39. }
    40. /**
    41. * @brief 直立环PD控制器: Kp*角度偏差+Kp*角度偏差的微分
    42. * @param 参数:期望角度,真是角度,Y轴角速度
    43. * @retval 直立环输出
    44. */
    45. int Vertical(float Med, float Angle, float gyro_Y)
    46. {
    47. int PWM_out;
    48. //角度微分为角速度,期望角度为0
    49. PWM_out = Vertical_Kp*Angle+Vertical_Kd*(gyro_Y-0);
    50. return PWM_out;
    51. }
    52. /**
    53. * @brief 速度环PI:Kp*速度的偏差+Ki*速度偏差的积分 且有编码器的速度反馈
    54. * @param 参数:左电机速度,右电机速度
    55. * @retval
    56. */
    57. int Velocity(int encoder_left, int encoder_right)
    58. {
    59. static int PWM_out,Encoder_Err,Encoder_S,EnC_Err_Lowout,EnC_Err_Lowout_last;
    60. float a=0.7;
    61. //1.计算速度偏差
    62. Encoder_Err=(encoder_left-encoder_right)-0;//舍去误差
    63. //2.对速度偏差进行低通滤波
    64. EnC_Err_Lowout=(1-a)*Encoder_Err+a*EnC_Err_Lowout_last;
    65. EnC_Err_Lowout_last=EnC_Err_Lowout;
    66. //速度偏差积分
    67. Encoder_S+=EnC_Err_Lowout;
    68. //积分限幅
    69. Encoder_S=Encoder_S>10000?10000:(Encoder_S<(-10000)?(-10000):Encoder_S);
    70. //速度环控制输出计算
    71. PWM_out=Velocity_Kp*EnC_Err_Lowout+Velocity_Ki*Encoder_S;
    72. return PWM_out;
    73. }
    74. /**
    75. * @brief 转向环 系数*Z轴角速度
    76. * @param Z轴角速度
    77. * @retval
    78. */
    79. int Turn(int gyro_Z)
    80. {
    81. int PWM_out;
    82. PWM_out = (-0.5)*gyro_Z;
    83. return PWM_out;
    84. }

    control.h

    1. #ifndef __CONTOROL_H__
    2. #define __CONTOROL_H__
    3. #include "sys.h"
    4. int Vertical(float Med, float Angle, float gyro_Y);
    5. int Velocity(int encoder_left, int encoder_right);
    6. int Turn(int gyro_Z);
    7. void EXTI9_5_IRQHandler(void);
    8. #endif

    main.c

    1. #include "sys.h"
    2. #include "oled.h"
    3. int PWM_MAX=7200,PWM_MIN=-7200;
    4. int MOTO1, MOTO2;
    5. float Pitch,Roll,Yaw; //角度
    6. short gyrox,gyroy,gyroz; //陀螺仪——角度
    7. short aacx,aacy,aacz; //加速度
    8. int Encoder_Left, Encoder_Right;//编码器数据(速度)
    9. int main(void)
    10. {
    11. NVIC_Config();
    12. uart1_init(115200);
    13. OLED_Init();
    14. OLED_Clear();
    15. MPU_Init();
    16. mpu_dmp_init();
    17. Encoder_TIM2_Init();
    18. Encoder_TIM3_Init();
    19. MPU6050_EXTI_Init();
    20. Motor_Init();
    21. PWM_TIM1_Init(1, 7199);//分配,重装载值
    22. while(1)
    23. {
    24. //OLED_Float(
    25. }
    26. }

    移植文件

    sys.c

    1. #include "sys.h"
    2. void NVIC_Config(void)
    3. {
    4. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    5. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    6. //外部中断
    7. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=EXTI9_5_IRQn;
    8. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    9. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
    10. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
    11. NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    12. //串口
    13. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;
    14. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
    15. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
    16. NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;
    17. NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    18. }
    1. #ifndef __SYS_H
    2. #define __SYS_H
    3. #include "stm32f10x.h"
    4. #include "delay.h"
    5. #include "usart.h"
    6. #include "inv_mpu.h"
    7. #include "inv_mpu_dmp_motion_driver.h"
    8. #include "mpu6050.h"
    9. #include "control.h"
    10. #include "OLED.h"
    11. #include "pwm.h"
    12. #include "encoder.h"
    13. #include "exti.h"
    14. #include "motor.h"
    15. #include
    16. #include
    17. #include
    18. #include
    19. #include
    20. #include
    21. //位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
    22. //具体实现思想,参考<>第五章(87页~92页).
    23. //IO口操作宏定义
    24. #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
    25. #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
    26. #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
    27. //IO口地址映射
    28. #define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C
    29. #define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C
    30. #define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C
    31. #define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C
    32. #define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C
    33. #define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C
    34. #define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C
    35. #define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+8) //0x40010808
    36. #define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08
    37. #define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+8) //0x40011008
    38. #define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+8) //0x40011408
    39. #define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+8) //0x40011808
    40. #define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+8) //0x40011A08
    41. #define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+8) //0x40011E08
    42. //IO口操作,只对单一的IO口!
    43. //确保n的值小于16!
    44. #define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出
    45. #define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入
    46. #define PBout(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出
    47. #define PBin(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入
    48. #define PCout(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //输出
    49. #define PCin(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //输入
    50. #define PDout(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //输出
    51. #define PDin(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //输入
    52. #define PEout(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //输出
    53. #define PEin(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //输入
    54. #define PFout(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出
    55. #define PFin(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入
    56. #define PGout(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //输出
    57. #define PGin(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //输入
    58. /
    59. //Ex_NVIC_Config专用定义
    60. #define GPIO_A 0
    61. #define GPIO_B 1
    62. #define GPIO_C 2
    63. #define GPIO_D 3
    64. #define GPIO_E 4
    65. #define GPIO_F 5
    66. #define GPIO_G 6
    67. #define FTIR 1 //下降沿触发
    68. #define RTIR 2 //上升沿触发
    69. //JTAG模式设置定义
    70. #define JTAG_SWD_DISABLE 0X02
    71. #define SWD_ENABLE 0X01
    72. #define JTAG_SWD_ENABLE 0X00
    73. extern int PWM_MAX,PWM_MIN;
    74. extern int MOTO1, MOTO2;
    75. extern float Pitch,Roll,Yaw; //角度
    76. extern short gyrox,gyroy,gyroz;//陀螺仪——角度
    77. extern short aacx,aacy,aacz; //加速度
    78. extern int Encoder_Left, Encoder_Right;
    79. void NVIC_Config(void);
    80. #endif

    mpu6050.c

    1. #include "mpu6050.h"
    2. #include "sys.h"
    3. #include "delay.h"
    4. #include "usart.h"
    5. //初始化MPU6050
    6. //返回值:0,成功
    7. //其他,错误代码
    8. u8 MPU_Init(void)
    9. {
    10. u8 res;
    11. MPU_IIC_Init();//初始化IIC总线
    12. MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80); //复位MPU6050
    13. delay_ms(100);
    14. MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00); //唤醒MPU6050
    15. MPU_Set_Gyro_Fsr(3); //陀螺仪传感器,±2000dps
    16. MPU_Set_Accel_Fsr(0); //加速度传感器,±2g
    17. MPU_Set_Rate(200); //设置采样率50Hz
    18. MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //关闭所有中断
    19. MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00); //I2C主模式关闭
    20. MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00); //关闭FIFO
    21. MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80); //INT引脚低电平有效
    22. res=MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);
    23. if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确
    24. {
    25. MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01); //设置CLKSEL,PLL X轴为参考
    26. MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00); //加速度与陀螺仪都工作
    27. MPU_Set_Rate(200); //设置采样率为50Hz
    28. }else return 1;
    29. return 0;
    30. }
    31. //设置MPU6050陀螺仪传感器满量程范围
    32. //fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps
    33. //返回值:0,设置成功
    34. // 其他,设置失败
    35. u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr)
    36. {
    37. return MPU_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3);//设置陀螺仪满量程范围
    38. }
    39. //设置MPU6050加速度传感器满量程范围
    40. //fsr:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g
    41. //返回值:0,设置成功
    42. // 其他,设置失败
    43. u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr)
    44. {
    45. return MPU_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3);//设置加速度传感器满量程范围
    46. }
    47. //设置MPU6050的数字低通滤波器
    48. //lpf:数字低通滤波频率(Hz)
    49. //返回值:0,设置成功
    50. // 其他,设置失败
    51. u8 MPU_Set_LPF(u16 lpf)
    52. {
    53. u8 data=0;
    54. if(lpf>=188)data=1;
    55. else if(lpf>=98)data=2;
    56. else if(lpf>=42)data=3;
    57. else if(lpf>=20)data=4;
    58. else if(lpf>=10)data=5;
    59. else data=6;
    60. return MPU_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data);//设置数字低通滤波器
    61. }
    62. //设置MPU6050的采样率(假定Fs=1KHz)
    63. //rate:4~1000(Hz)
    64. //返回值:0,设置成功
    65. // 其他,设置失败
    66. u8 MPU_Set_Rate(u16 rate)
    67. {
    68. u8 data;
    69. if(rate>1000)rate=1000;
    70. if(rate<4)rate=4;
    71. data=1000/rate-1;
    72. data=MPU_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG,data); //设置数字低通滤波器
    73. return MPU_Set_LPF(rate/2); //自动设置LPF为采样率的一半
    74. }
    75. //得到温度值
    76. //返回值:温度值(扩大了100倍)
    77. short MPU_Get_Temperature(void)
    78. {
    79. u8 buf[2];
    80. short raw;
    81. float temp;
    82. MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_TEMP_OUTH_REG,2,buf);
    83. raw=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];
    84. temp=36.53+((double)raw)/340;
    85. return temp*100;;
    86. }
    87. //得到陀螺仪值(原始值)
    88. //gx,gy,gz:陀螺仪x,y,z轴的原始读数(带符号)
    89. //返回值:0,成功
    90. // 其他,错误代码
    91. u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz)
    92. {
    93. u8 buf[6],res;
    94. res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_GYRO_XOUTH_REG,6,buf);
    95. if(res==0)
    96. {
    97. *gx=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];
    98. *gy=((u16)buf[2]<<8)|buf[3];
    99. *gz=((u16)buf[4]<<8)|buf[5];
    100. }
    101. return res;;
    102. }
    103. //得到加速度值(原始值)
    104. //gx,gy,gz:陀螺仪x,y,z轴的原始读数(带符号)
    105. //返回值:0,成功
    106. // 其他,错误代码
    107. u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
    108. {
    109. u8 buf[6],res;
    110. res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_ACCEL_XOUTH_REG,6,buf);
    111. if(res==0)
    112. {
    113. *ax=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];
    114. *ay=((u16)buf[2]<<8)|buf[3];
    115. *az=((u16)buf[4]<<8)|buf[5];
    116. }
    117. return res;;
    118. }
    119. //IIC连续写
    120. //addr:器件地址
    121. //reg:寄存器地址
    122. //len:写入长度
    123. //buf:数据区
    124. //返回值:0,正常
    125. // 其他,错误代码
    126. u8 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
    127. {
    128. u8 i;
    129. MPU_IIC_Start();
    130. MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
    131. if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
    132. {
    133. MPU_IIC_Stop();
    134. return 1;
    135. }
    136. MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
    137. MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
    138. for(i=0;i
    139. {
    140. MPU_IIC_Send_Byte(buf[i]); //发送数据
    141. if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待ACK
    142. {
    143. MPU_IIC_Stop();
    144. return 1;
    145. }
    146. }
    147. MPU_IIC_Stop();
    148. return 0;
    149. }
    150. //IIC连续读
    151. //addr:器件地址
    152. //reg:要读取的寄存器地址
    153. //len:要读取的长度
    154. //buf:读取到的数据存储区
    155. //返回值:0,正常
    156. // 其他,错误代码
    157. u8 MPU_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
    158. {
    159. MPU_IIC_Start();
    160. MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
    161. if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
    162. {
    163. MPU_IIC_Stop();
    164. return 1;
    165. }
    166. MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
    167. MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
    168. MPU_IIC_Start();
    169. MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|1);//发送器件地址+读命令
    170. MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
    171. while(len)
    172. {
    173. if(len==1)*buf=MPU_IIC_Read_Byte(0);//读数据,发送nACK
    174. else *buf=MPU_IIC_Read_Byte(1); //读数据,发送ACK
    175. len--;
    176. buf++;
    177. }
    178. MPU_IIC_Stop(); //产生一个停止条件
    179. return 0;
    180. }
    181. //IIC写一个字节
    182. //reg:寄存器地址
    183. //data:数据
    184. //返回值:0,正常
    185. // 其他,错误代码
    186. u8 MPU_Write_Byte(u8 reg,u8 data)
    187. {
    188. MPU_IIC_Start();
    189. MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
    190. if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
    191. {
    192. MPU_IIC_Stop();
    193. return 1;
    194. }
    195. MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
    196. MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
    197. MPU_IIC_Send_Byte(data);//发送数据
    198. if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待ACK
    199. {
    200. MPU_IIC_Stop();
    201. return 1;
    202. }
    203. MPU_IIC_Stop();
    204. return 0;
    205. }
    206. //IIC读一个字节
    207. //reg:寄存器地址
    208. //返回值:读到的数据
    209. u8 MPU_Read_Byte(u8 reg)
    210. {
    211. u8 res;
    212. MPU_IIC_Start();
    213. MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
    214. MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
    215. MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
    216. MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
    217. MPU_IIC_Start();
    218. MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|1);//发送器件地址+读命令
    219. MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
    220. res=MPU_IIC_Read_Byte(0);//读取数据,发送nACK
    221. MPU_IIC_Stop(); //产生一个停止条件
    222. return res;
    223. }

     mpu6050.h 

    1. #ifndef __MPU6050_H
    2. #define __MPU6050_H
    3. #include "mpuiic.h"
    4. //
    5. //本程序只供学习使用,未经作者许可,不得用于其它任何用途
    6. //ALIENTEK MiniSTM32F103开发板
    7. //MPU6050 驱动代码
    8. //正点原子@ALIENTEK
    9. //技术论坛:www.openedv.com
    10. //创建日期:2015/4/18
    11. //版本:V1.0
    12. //版权所有,盗版必究。
    13. //Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2009-2019
    14. //All rights reserved
    15. //
    16. //#define MPU_ACCEL_OFFS_REG 0X06 //accel_offs寄存器,可读取版本号,寄存器手册未提到
    17. //#define MPU_PROD_ID_REG 0X0C //prod id寄存器,在寄存器手册未提到
    18. #define MPU_SELF_TESTX_REG 0X0D //自检寄存器X
    19. #define MPU_SELF_TESTY_REG 0X0E //自检寄存器Y
    20. #define MPU_SELF_TESTZ_REG 0X0F //自检寄存器Z
    21. #define MPU_SELF_TESTA_REG 0X10 //自检寄存器A
    22. #define MPU_SAMPLE_RATE_REG 0X19 //采样频率分频器
    23. #define MPU_CFG_REG 0X1A //配置寄存器
    24. #define MPU_GYRO_CFG_REG 0X1B //陀螺仪配置寄存器
    25. #define MPU_ACCEL_CFG_REG 0X1C //加速度计配置寄存器
    26. #define MPU_MOTION_DET_REG 0X1F //运动检测阀值设置寄存器
    27. #define MPU_FIFO_EN_REG 0X23 //FIFO使能寄存器
    28. #define MPU_I2CMST_CTRL_REG 0X24 //IIC主机控制寄存器
    29. #define MPU_I2CSLV0_ADDR_REG 0X25 //IIC从机0器件地址寄存器
    30. #define MPU_I2CSLV0_REG 0X26 //IIC从机0数据地址寄存器
    31. #define MPU_I2CSLV0_CTRL_REG 0X27 //IIC从机0控制寄存器
    32. #define MPU_I2CSLV1_ADDR_REG 0X28 //IIC从机1器件地址寄存器
    33. #define MPU_I2CSLV1_REG 0X29 //IIC从机1数据地址寄存器
    34. #define MPU_I2CSLV1_CTRL_REG 0X2A //IIC从机1控制寄存器
    35. #define MPU_I2CSLV2_ADDR_REG 0X2B //IIC从机2器件地址寄存器
    36. #define MPU_I2CSLV2_REG 0X2C //IIC从机2数据地址寄存器
    37. #define MPU_I2CSLV2_CTRL_REG 0X2D //IIC从机2控制寄存器
    38. #define MPU_I2CSLV3_ADDR_REG 0X2E //IIC从机3器件地址寄存器
    39. #define MPU_I2CSLV3_REG 0X2F //IIC从机3数据地址寄存器
    40. #define MPU_I2CSLV3_CTRL_REG 0X30 //IIC从机3控制寄存器
    41. #define MPU_I2CSLV4_ADDR_REG 0X31 //IIC从机4器件地址寄存器
    42. #define MPU_I2CSLV4_REG 0X32 //IIC从机4数据地址寄存器
    43. #define MPU_I2CSLV4_DO_REG 0X33 //IIC从机4写数据寄存器
    44. #define MPU_I2CSLV4_CTRL_REG 0X34 //IIC从机4控制寄存器
    45. #define MPU_I2CSLV4_DI_REG 0X35 //IIC从机4读数据寄存器
    46. #define MPU_I2CMST_STA_REG 0X36 //IIC主机状态寄存器
    47. #define MPU_INTBP_CFG_REG 0X37 //中断/旁路设置寄存器
    48. #define MPU_INT_EN_REG 0X38 //中断使能寄存器
    49. #define MPU_INT_STA_REG 0X3A //中断状态寄存器
    50. #define MPU_ACCEL_XOUTH_REG 0X3B //加速度值,X轴高8位寄存器
    51. #define MPU_ACCEL_XOUTL_REG 0X3C //加速度值,X轴低8位寄存器
    52. #define MPU_ACCEL_YOUTH_REG 0X3D //加速度值,Y轴高8位寄存器
    53. #define MPU_ACCEL_YOUTL_REG 0X3E //加速度值,Y轴低8位寄存器
    54. #define MPU_ACCEL_ZOUTH_REG 0X3F //加速度值,Z轴高8位寄存器
    55. #define MPU_ACCEL_ZOUTL_REG 0X40 //加速度值,Z轴低8位寄存器
    56. #define MPU_TEMP_OUTH_REG 0X41 //温度值高八位寄存器
    57. #define MPU_TEMP_OUTL_REG 0X42 //温度值低8位寄存器
    58. #define MPU_GYRO_XOUTH_REG 0X43 //陀螺仪值,X轴高8位寄存器
    59. #define MPU_GYRO_XOUTL_REG 0X44 //陀螺仪值,X轴低8位寄存器
    60. #define MPU_GYRO_YOUTH_REG 0X45 //陀螺仪值,Y轴高8位寄存器
    61. #define MPU_GYRO_YOUTL_REG 0X46 //陀螺仪值,Y轴低8位寄存器
    62. #define MPU_GYRO_ZOUTH_REG 0X47 //陀螺仪值,Z轴高8位寄存器
    63. #define MPU_GYRO_ZOUTL_REG 0X48 //陀螺仪值,Z轴低8位寄存器
    64. #define MPU_I2CSLV0_DO_REG 0X63 //IIC从机0数据寄存器
    65. #define MPU_I2CSLV1_DO_REG 0X64 //IIC从机1数据寄存器
    66. #define MPU_I2CSLV2_DO_REG 0X65 //IIC从机2数据寄存器
    67. #define MPU_I2CSLV3_DO_REG 0X66 //IIC从机3数据寄存器
    68. #define MPU_I2CMST_DELAY_REG 0X67 //IIC主机延时管理寄存器
    69. #define MPU_SIGPATH_RST_REG 0X68 //信号通道复位寄存器
    70. #define MPU_MDETECT_CTRL_REG 0X69 //运动检测控制寄存器
    71. #define MPU_USER_CTRL_REG 0X6A //用户控制寄存器
    72. #define MPU_PWR_MGMT1_REG 0X6B //电源管理寄存器1
    73. #define MPU_PWR_MGMT2_REG 0X6C //电源管理寄存器2
    74. #define MPU_FIFO_CNTH_REG 0X72 //FIFO计数寄存器高八位
    75. #define MPU_FIFO_CNTL_REG 0X73 //FIFO计数寄存器低八位
    76. #define MPU_FIFO_RW_REG 0X74 //FIFO读写寄存器
    77. #define MPU_DEVICE_ID_REG 0X75 //器件ID寄存器
    78. //如果AD0脚(9脚)接地,IIC地址为0X68(不包含最低位).
    79. //如果接V3.3,则IIC地址为0X69(不包含最低位).
    80. #define MPU_ADDR 0X68
    81. 因为模块AD0默认接GND,所以转为读写地址后,为0XD10XD0(如果接VCC,则为0XD30XD2)
    82. //#define MPU_READ 0XD1
    83. //#define MPU_WRITE 0XD0
    84. u8 MPU_Init(void); //初始化MPU6050
    85. u8 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf);//IIC连续写
    86. u8 MPU_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf); //IIC连续读
    87. u8 MPU_Write_Byte(u8 reg,u8 data); //IIC写一个字节
    88. u8 MPU_Read_Byte(u8 reg); //IIC读一个字节
    89. u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr);
    90. u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr);
    91. u8 MPU_Set_LPF(u16 lpf);
    92. u8 MPU_Set_Rate(u16 rate);
    93. u8 MPU_Set_Fifo(u8 sens);
    94. short MPU_Get_Temperature(void);
    95. u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz);
    96. u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az);
    97. #endif

     usart.c

    1. #include "usart.h"
    2. //加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB
    3. #if 1
    4. #pragma import(__use_no_semihosting)
    5. //标准库需要的支持函数
    6. struct __FILE
    7. {
    8. int handle;
    9. };
    10. FILE __stdout;
    11. //定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
    12. _sys_exit(int x)
    13. {
    14. x = x;
    15. }
    16. //重定义fputc函数
    17. int fputc(int ch, FILE *f)
    18. {
    19. while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
    20. USART1->DR = (u8) ch;
    21. return ch;
    22. }
    23. #endif
    24. /*使用microLib的方法*/
    25. /*
    26. int fputc(int ch, FILE *f)
    27. {
    28. USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
    29. while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET) {}
    30. return ch;
    31. }
    32. int GetKey (void) {
    33. while (!(USART1->SR & USART_FLAG_RXNE));
    34. return ((int)(USART1->DR & 0x1FF));
    35. }
    36. */
    37. u8 USART_RX_BUF[64]; //接收缓冲,最大64个字节.
    38. //接收状态
    39. //bit7,接收完成标志
    40. //bit6,接收到0x0d
    41. //bit5~0,接收到的有效字节数目
    42. u8 USART_RX_STA=0; //接收状态标记
    43. void uart1_init(u32 bound)
    44. {
    45. //GPIO端口设置
    46. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    47. USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    48. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    49. //USART1_TX PA.9
    50. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    51. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    52. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    53. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    54. //USART1_RX PA.10
    55. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    56. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    57. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    58. //USART 初始化设置
    59. USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
    60. USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    61. USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    62. USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    63. USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    64. USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    65. USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    66. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
    67. USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口
    68. }
    69. void USART1_IRQHandler(void) //串口1中断服务程序
    70. {
    71. u8 Res;
    72. if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
    73. {
    74. Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR); //读取接收到的数据
    75. if((USART_RX_STA&0x80)==0)//接收未完成
    76. {
    77. if(USART_RX_STA&0x40)//接收到了0x0d
    78. {
    79. if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
    80. else USART_RX_STA|=0x80; //接收完成了
    81. }
    82. else //还没收到0X0D
    83. {
    84. if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x40;
    85. else
    86. {
    87. USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3F]=Res ;
    88. USART_RX_STA++;
    89. if(USART_RX_STA>63)USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
    90. }
    91. }
    92. }
    93. }
    94. }

    .h

    1. #ifndef __USART_H
    2. #define __USART_H
    3. #include "stdio.h"
    4. #include "sys.h"
    5. void uart1_init(u32 bound); //串口1初始化函数
    6. void USART1_IRQHandler(void); //串口1中断服务程序
    7. #endif
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