两轮平衡小车制作保姆式教程(2-1)——软件模块:JY62

2024-01-27 10:36

本文主要是介绍两轮平衡小车制作保姆式教程(2-1)——软件模块:JY62,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

✅作者简介:大家好我是:麦克斯科技,希望一起努力,一起进步!

📃个人主页:麦克斯科技

🔥系列专栏:两轮平衡小车制作保姆式教程
🏷️非常欢迎大家在评论区留言交流,互相学习!

提前声明:博客中给出的代码经过多个项目测试,实测能用,性能稳定,请大家放心使用!

前言

本系列博客将从硬件到软件详细介绍“如何制作一辆两轮自平衡小车”,笔者毫无保留,以最通俗易懂的语言,以最简单的实现方案,分享自己从0到1制作平衡小车的全过程,相信跟着我的教程,大家也能顺利制作一台属于自己的平衡车。系列专栏:🔥两轮平衡小车制作保姆式教程🔥

首先,给大家提前交个底,其实制作一台平衡小车并不难,用到的主要模块就是陀螺仪,而最主要的控制算法就是PID算法,而且平衡小车对陀螺仪与PID算法的掌握程度要求并不是很高,所以适合初学者来作为项目练手。

该系列教程一共分为4个板块,分为《硬件选型》、《软件模块》、《直立环、速度环、转向环》、《调参保姆级教程》,4个板块条理清晰,层次分明,简明扼要,请大家跟着我开始学习吧!

软件模块

软件主要模块:陀螺仪、编码器、0.96寸OLED显示屏、电机、直立环、速度环、转向环等。

陀螺仪JY62

这里我用钱来解决了麻烦的问题,重金入手了一个性能较好的六轴陀螺仪jy62。只需要使用单片机的一个串口,这个模块对数据的处理已经做的很成功了。

我使用的主控是TM4C123,我也会给出使用STM32的代码,两个芯片是同一个处理思路,只是两个芯片的底层函数不一样。照着我的文件形式,建立imu.c与imu.h或者mt_jy62.c与mt_jy62.c,复制粘贴我的代码,根据实际情况修改,绝对能用,我在电赛和课设都是用的这个代码,实测真好用!

TM4C123的JY62底层程序

imu.c

//
// Created by 麦克斯科技.
//
#include "platform/platform.h"static uint8_t buffer[11];
imu_data_t acceleration, gyroscope, angle;// uart1
void imu_init()
{SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB);SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_UART1);GPIOPinConfigure(GPIO_PB0_U1RX);GPIOPinConfigure(GPIO_PB1_U1TX);GPIOPinTypeUART(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_0);GPIOPinTypeUART(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_1);UARTConfigSetExpClk(UART1_BASE, SysCtlClockGet(), 115200, UART_CONFIG_WLEN_8|UART_CONFIG_STOP_ONE|UART_CONFIG_PAR_NONE);UARTFIFOEnable(UART1_BASE);UARTFIFOLevelSet(UART1_BASE, UART_FIFO_TX2_8, UART_FIFO_RX2_8);UARTIntEnable(UART1_BASE, UART_INT_RX|UART_INT_RT);void imu_handler(void);UARTIntRegister(UART1_BASE, imu_handler);IntPrioritySet(INT_UART1, USER_INT2);IntEnable(INT_UART1);IntMasterEnable();UARTEnable(UART1_BASE);
}static uint8_t get_verify_code()
{uint32_t sum = 0;for (uint8_t i = 0; i < 10; ++i) {sum += buffer[i];}return sum&0xff;
}int32_t k = 0;
void imu_analysis()
{static float last_angle_z = 0, angle_z = 0;switch (buffer[1]) {case 0x51:acceleration.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*16;acceleration.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*16;acceleration.z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*16;break;case 0x52:gyroscope.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*2000;gyroscope.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*2000;gyroscope.z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*2000;break;case 0x53:angle.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*180;angle.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*180;angle_z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*180;break;}if (last_angle_z < -90 && angle_z > 90)k --;if (last_angle_z > 90 && angle_z < -90)k ++;last_angle_z = angle_z;
//    printf("k:%ld\n", k);angle.z = angle_z + (float )k*360;
}#define ERROR   0
#define DOING   1
#define SUCCESS 2
static uint8_t n = 0, state = 0;
void imu_handler()
{uint32_t data;uint32_t status=UARTIntStatus(UART1_BASE, true);UARTIntClear(UART1_BASE, status);while(UARTCharsAvail(UART1_BASE)){data = UARTCharGetNonBlocking(UART1_BASE)&0xff;//	data = UARTCharGet(UART1_BASE)&0xff;//	UARTCharPutNonBlocking(UART0_BASE, data);//	printf("data:%d\n", data);if (state == ERROR){n = 0;}buffer[n] = (uint8_t)data;if (n == 0){if (buffer[0] == 0x55){state = DOING;} else{state = ERROR;}} else if (n == 10){if (buffer[10] == get_verify_code()){state = SUCCESS;} else{state = ERROR;}}n += 1;if (state == SUCCESS){
//			printf("OK\n");imu_analysis();state = ERROR;}}
}

imu.h

//
// Created by 麦克斯科技.
//
#ifndef IMU_H
#define IMU_Htypedef struct {float x;float y;float z;
}imu_data_t;void imu_init(void);
extern imu_data_t acceleration, gyroscope, angle;
#endif /* IMU_H */

STM32F103的JY62底层程序

mt_jy62.c

//
// Created by 麦克斯科技.
//
#include "mt_jy62.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include "hal_usart.h"
#include "mt_pid.h"static int32_t n = 0 ;
int32_t state = 0;
static uint8_t buffer[11];
imu_data_t acceleration, gyroscope, angle; 
int32_t k = 0;
char analysis_flag = 0;
void imu_analysis(void)
{static float last_angle_z = 0, angle_z = 0;switch (buffer[1]) {case 0x51:acceleration.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*16;acceleration.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*16;acceleration.z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*16;break;case 0x52:gyroscope.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*2000;gyroscope.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*2000;gyroscope.z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*2000;break;case 0x53:angle.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*180;angle.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*180;angle_z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*180;break;}if (last_angle_z < -90 && angle_z > 90){//	k = -1;k--;}if (last_angle_z > 90 && angle_z < -90){ //	k = 1;k++;}last_angle_z = angle_z;angle.z = angle_z + k*360;}static uint8_t get_verify_code()
{uint32_t sum = 0;for (uint8_t i = 0; i < 10; ++i) {sum += buffer[i];}return sum&0xff;
}
void USART1_IRQHandler(void)                  //串口3中断服务程序
{uint32_t data;if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) != RESET){							data =  USART_ReceiveData(USART1)&0xff;if (state == ERROR){n = 0;}buffer[n] = (uint8_t)data;if (n == 0){if (buffer[0] == 0x55){state = DOING;} else{state = ERROR;}}else if (n == 10){if (buffer[10] == get_verify_code()){state = SUCCESS;} else{state = ERROR;}}
//		else
//		{
//			state = ERROR;
//		}n += 1;if (state == SUCCESS){imu_analysis();//analysis_flag = 1;state = ERROR;}else{analysis_flag = 0;}USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);}	}

mt_jy62.h

//
// Created by 麦克斯科技.
//
#ifndef _MT_JY62_H
#define _MT_JY62_H#include "stm32f10x.h"
//**************************************************
typedef struct {int x;int y;int z;
}imu_data_t;#define ERROR   0
#define DOING   1
#define SUCCESS 2void imu_init(void);
void imu_analysis(void);
extern imu_data_t acceleration, gyroscope, angle;
//extern int32_t state;
extern char analysis_flag;#endif

代码分析

按函数分析

void imu_init(); //imu初始化

陀螺仪的初始化,初始化引脚,注册串口中断函数,打开中断。

void imu_init()
{SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB);SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_UART1);GPIOPinConfigure(GPIO_PB0_U1RX);GPIOPinConfigure(GPIO_PB1_U1TX);GPIOPinTypeUART(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_0);GPIOPinTypeUART(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_1);UARTConfigSetExpClk(UART1_BASE, SysCtlClockGet(), 115200, UART_CONFIG_WLEN_8|UART_CONFIG_STOP_ONE|UART_CONFIG_PAR_NONE);UARTFIFOEnable(UART1_BASE);UARTFIFOLevelSet(UART1_BASE, UART_FIFO_TX2_8, UART_FIFO_RX2_8);UARTIntEnable(UART1_BASE, UART_INT_RX|UART_INT_RT);void imu_handler(void);UARTIntRegister(UART1_BASE, imu_handler);IntPrioritySet(INT_UART1, USER_INT2);IntEnable(INT_UART1);IntMasterEnable();UARTEnable(UART1_BASE);
}
static uint8_t get_verify_code();//数据校准

10个为一组,对串口获取到的 buffer[i]数据进行求和。

static uint8_t get_verify_code()
{uint32_t sum = 0;for (uint8_t i = 0; i < 10; ++i) {sum += buffer[i];}return sum&0xff;
}
void imu_analysis(); //数据分析

对陀螺仪获取到的数据进行处理,得到角速度和角度。

其中有一个对角度的巧妙处理,是的偏航角以z轴作为0度分界,解决陀螺仪自身得到角度的不连续性。

    if (last_angle_z < -90 && angle_z > 90)k --;if (last_angle_z > 90 && angle_z < -90)k ++;last_angle_z = angle_z;
//    printf("k:%ld\n", k);angle.z = angle_z + (float )k*360;
int32_t k = 0;
void imu_analysis()
{static float last_angle_z = 0, angle_z = 0;switch (buffer[1]) {case 0x51:acceleration.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*16;acceleration.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*16;acceleration.z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*16;break;case 0x52:gyroscope.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*2000;gyroscope.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*2000;gyroscope.z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*2000;break;case 0x53:angle.x = (float )((int16_t)(buffer[2]|(buffer[3]<<8)))/32768*180;angle.y = (float )((int16_t)(buffer[4]|(buffer[5]<<8)))/32768*180;angle_z = (float )((int16_t)(buffer[6]|(buffer[7]<<8)))/32768*180;break;}if (last_angle_z < -90 && angle_z > 90)k --;if (last_angle_z > 90 && angle_z < -90)k ++;last_angle_z = angle_z;
//    printf("k:%ld\n", k);angle.z = angle_z + (float )k*360;
}
void imu_handler(); //中断回调函数

处理中断工作。在这里面调用imu_analysis()函数。

#define ERROR   0
#define DOING   1
#define SUCCESS 2
static uint8_t n = 0, state = 0;
void imu_handler()
{uint32_t data;uint32_t status=UARTIntStatus(UART1_BASE, true);UARTIntClear(UART1_BASE, status);while(UARTCharsAvail(UART1_BASE)){data = UARTCharGetNonBlocking(UART1_BASE)&0xff;//	data = UARTCharGet(UART1_BASE)&0xff;//	UARTCharPutNonBlocking(UART0_BASE, data);//	printf("data:%d\n", data);if (state == ERROR){n = 0;}buffer[n] = (uint8_t)data;if (n == 0){if (buffer[0] == 0x55){state = DOING;} else{state = ERROR;}} else if (n == 10){if (buffer[10] == get_verify_code()){state = SUCCESS;} else{state = ERROR;}}n += 1;if (state == SUCCESS){
//			printf("OK\n");imu_analysis();state = ERROR;}}
}

这篇关于两轮平衡小车制作保姆式教程(2-1)——软件模块:JY62的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/649978

相关文章

springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程

《springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程》:本文主要介绍springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程,具有很好的参考价值,希望对大家有... 目录1、配置定时任务需要的线程池2、创建ScheduledFuture的包装类3、注册定时任务,增加、删

Python的time模块一些常用功能(各种与时间相关的函数)

《Python的time模块一些常用功能(各种与时间相关的函数)》Python的time模块提供了各种与时间相关的函数,包括获取当前时间、处理时间间隔、执行时间测量等,:本文主要介绍Python的... 目录1. 获取当前时间2. 时间格式化3. 延时执行4. 时间戳运算5. 计算代码执行时间6. 转换为指

如何为Yarn配置国内源的详细教程

《如何为Yarn配置国内源的详细教程》在使用Yarn进行项目开发时,由于网络原因,直接使用官方源可能会导致下载速度慢或连接失败,配置国内源可以显著提高包的下载速度和稳定性,本文将详细介绍如何为Yarn... 目录一、查询当前使用的镜像源二、设置国内源1. 设置为淘宝镜像源2. 设置为其他国内源三、还原为官方

Python正则表达式语法及re模块中的常用函数详解

《Python正则表达式语法及re模块中的常用函数详解》这篇文章主要给大家介绍了关于Python正则表达式语法及re模块中常用函数的相关资料,正则表达式是一种强大的字符串处理工具,可以用于匹配、切分、... 目录概念、作用和步骤语法re模块中的常用函数总结 概念、作用和步骤概念: 本身也是一个字符串,其中

Python中的getopt模块用法小结

《Python中的getopt模块用法小结》getopt.getopt()函数是Python中用于解析命令行参数的标准库函数,该函数可以从命令行中提取选项和参数,并对它们进行处理,本文详细介绍了Pyt... 目录getopt模块介绍getopt.getopt函数的介绍getopt模块的常用用法getopt模

Maven的使用和配置国内源的保姆级教程

《Maven的使用和配置国内源的保姆级教程》Maven是⼀个项目管理工具,基于POM(ProjectObjectModel,项目对象模型)的概念,Maven可以通过一小段描述信息来管理项目的构建,报告... 目录1. 什么是Maven?2.创建⼀个Maven项目3.Maven 核心功能4.使用Maven H

IDEA自动生成注释模板的配置教程

《IDEA自动生成注释模板的配置教程》本文介绍了如何在IntelliJIDEA中配置类和方法的注释模板,包括自动生成项目名称、包名、日期和时间等内容,以及如何定制参数和返回值的注释格式,需要的朋友可以... 目录项目场景配置方法类注释模板定义类开头的注释步骤类注释效果方法注释模板定义方法开头的注释步骤方法注

python logging模块详解及其日志定时清理方式

《pythonlogging模块详解及其日志定时清理方式》:本文主要介绍pythonlogging模块详解及其日志定时清理方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录python logging模块及日志定时清理1.创建logger对象2.logging.basicCo

Python虚拟环境终极(含PyCharm的使用教程)

《Python虚拟环境终极(含PyCharm的使用教程)》:本文主要介绍Python虚拟环境终极(含PyCharm的使用教程),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,... 目录一、为什么需要虚拟环境?二、虚拟环境创建方式对比三、命令行创建虚拟环境(venv)3.1 基础命令3

使用Node.js制作图片上传服务的详细教程

《使用Node.js制作图片上传服务的详细教程》在现代Web应用开发中,图片上传是一项常见且重要的功能,借助Node.js强大的生态系统,我们可以轻松搭建高效的图片上传服务,本文将深入探讨如何使用No... 目录准备工作搭建 Express 服务器配置 multer 进行图片上传处理图片上传请求完整代码示例