STM32H5开发陀螺仪LSM6DSV16X(5)----上报匿名上位机

概述

本文介绍了怎样将 LSM6DSV16X 传感器的姿态数据通过匿名通信协议上报到上位机。通过获取传感器的四元数数据，并将其转换为欧拉角（Roll、Pitch、Yaw），然后按照协议格式化数据帧并通过串口传输到上位机。上位机接收后可举行实时表现和分析。这种方式广泛应用于姿态检测和控制系统，特别得当无人机、机器人等必要姿态控制的场景。
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视频教学

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     STM32H5开发陀螺仪LSM6DSV16X(5)----上报匿名上位机
  
样品申请

https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#
源码下载

硬件准备

首先必要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，必要的可以举行申请。
主控为STM32H503CB，陀螺仪为LSM6DSV16X，磁力计为LIS2MDL。

参考程序

https://github.com/CoreMaker-lab/STM32H503_LSM6DSV16X_LIS2MDL
https://gitee.com/CoreMaker/STM32H503_LSM6DSV16X_LIS2MDL
上位机通讯

这里利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，必要留意传输为小端模式传输。

对应的源地点和目标地点分别为0xFD和0xFE。

我们只必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，必要紧张为小端模式传输。

陀螺仪工作方式

加速度计丈量线性加速度，而陀螺仪丈量角旋转。为此，他们丈量了科里奥利效应产生的力。
陀螺仪是一种运动传感器，可以或许感测物体在一轴或多轴上的旋转角速度。它可以或许准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须要装备。与加速计和电子罗盘差别，陀螺仪不必要依靠外部气力（如重力或磁场），可以自主地发挥其功能。因此，从理论上讲，只利用陀螺仪就可以完成姿态导航的使命。

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丈量自身的旋转状态，判定出装备当前运动状态，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，但是要判定出装备的方位（东西南北），陀螺仪就没有办法。

MEMS陀螺仪紧张利用科里奥利力（旋转物体在有径向运动时所受到的切向力）原理，公开的微机器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陀螺仪的焦点是一个微加工机器单位，在计划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布局的位移。

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革即可盘算出角速率大小。
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)（赤色箭头）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干。

变量定义。

1.   /* USER CODE BEGIN 2 */
2.         float Yaw,Pitch,Roll;  //偏航角，俯仰角，翻滚角
3.         int16_t        acc_int16[3]        ={0,0,0};
4.         int16_t        gyr_int16[3]                ={0,0,0};       
5.         float acc[3] = {0};
6.         float gyr[3] = {0};       
8.         uint8_t data[21]={0};
9.         data[0]=0xAB;//帧头
10.         data[1]=0xFD;//源地址
11.         data[2]=0xFE;//目标地址               
12.         data[3]=0x01;//功能码ID       
13.         data[4]=0x0D;//数据长度LEN
14.         data[5]=0x00;//数据长度LEN 13
16.         uint8_t sumcheck = 0;
17.         uint8_t addcheck = 0;               
20.         int16_t angular_rate_raw[3]={0,0,0};        //pitch,roll,yaw
21.         uint8_t data_angular_rate_raw[16]={0};
22.         data_angular_rate_raw[0]=0xAB;//帧头
23.         data_angular_rate_raw[1]=0xFD;//源地址
24.         data_angular_rate_raw[2]=0xFE;//目标地址               
25.         data_angular_rate_raw[3]=0x03;//功能码ID       
26.         data_angular_rate_raw[4]=0x08;//数据长度LEN
27.         data_angular_rate_raw[5]=0x00;//数据长度LEN 8
28.         data_angular_rate_raw[6]=0x01;//mode = 1       
30.         data_angular_rate_raw[13]=0x00;//FUSION _STA：融合状态               
31.   /* USER CODE END 2 */

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欧拉角数据的转换

将欧拉角 Roll、Pitch、Yaw 乘以 100，以保留两位小数的精度。并且为 Yaw 数据减去了 18000，这通常是为了将欧拉角的范围转换为 [-18000, 18000] 这样方便传输的范围。

1.                                 Roll=euler[2];
2.                                 Pitch=euler[1];
3.                                 Yaw=euler[0];                                       
4.                                        
5.                                 int16_t        Roll_int16;
6.                                 int16_t        Pitch_int16;                                       
7.                                 int16_t        Yaw_int16;       
9.                                 Roll_int16 = (int16_t)(Roll);
10.                                 Pitch_int16 = (int16_t)(Pitch);
11.                                 Yaw_int16 = (int16_t)(Yaw);               
14.                                 Roll_int16=Roll_int16*100;
15.                                 Pitch_int16=Pitch_int16*100;
16.                                 Yaw_int16=Yaw_int16*100-18000;

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数据帧填充

将转换后的 Roll_int16、Pitch_int16 和 Yaw_int16 数据依次填充到数据帧的相应位置。

1. //                                Roll=Roll*100;
2. //                                Pitch=Pitch*100;
3. //                                Yaw=Yaw*100;
4.                                 data_angular_rate_raw[7]=Roll_int16>>8;//roll
5.                                 data_angular_rate_raw[8]=Roll_int16;
6.                                 data_angular_rate_raw[9]=Pitch_int16>>8;//pitch
7.                                 data_angular_rate_raw[10]=Pitch_int16;
8.                                 data_angular_rate_raw[11]=Yaw_int16>>8;//yaw
9.                                 data_angular_rate_raw[12]=Yaw_int16;
10.                                

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校验和盘算

利用了双层循环求和来盘算校验和，这是一种累加和的方法，确保帧数据的完备性。

1.                                 data_angular_rate_raw[13]=0;
2.                                 sumcheck = 0;
3.                                 addcheck = 0;
4.                                 for(uint16_t i=0; i < 14; i++)
5.                                 {
6.                                 sumcheck += data_angular_rate_raw[i]; //从帧头开始，对每一字节进行求和，直到 DATA 区结束
7.                                 addcheck += sumcheck; //每一字节的求和操作，进行一次 sumcheck 的累加
8.                                 }
9.                                 data_angular_rate_raw[14]=sumcheck;
10.                                 data_angular_rate_raw[15]=addcheck;

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数据发送

通过 UART 发送封装好的 16 字节数据帧。

1.                                 HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&data_angular_rate_raw, 16, 0xFFFF);       
2. //                                printf("Roll=%.2f,Pitch=%.2f,Yaw=%.2f\n",Roll,Pitch,Yaw)

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演示

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