三轴陀螺仪模块的使用.pdf

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.62M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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【君悦智控】 http://RobotControl.taobao.com 高精度 6 轴惯性导航模块说明书 1 产品概述此六轴模块采用高精度的陀螺加速度计 MPU6050，通过处理器读取 MPU6050 的测量数据然后通过串口输出，免去了用户自己去开发 MPU6050 复杂的 I2C 协议，同时精心的 PCB 布局和工艺保证了 MPU6050 收到外接的干扰最小，测量的精度最高。模块内部自带电压稳定电路，可以兼容 3.3V/5V 的嵌入式系统，连接方便。模块保留了 MPU6050 的 I2C 接口，以满足高级用户希望访问底层测量数据的需求。采用先进的数字滤波技术，能有效降低测量噪声，提高测量精度。模块内部集成了姿态解算器，配合动态卡尔曼滤波算法，能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态，姿态测量精度 0.01 度，稳定性极高，性能甚至优于某些专业的倾角仪！采用邮票孔镀金工艺，品质保证，可嵌入用户的 PCB 板中。 2 性能参数 1、电压：3V~6V 2、电流：<10mA 3、体积：15.24mm X 15.24mm X 2mm - 1 -

【君悦智控】 http://RobotControl.taobao.com 4、焊盘间距：上下 100mil(2.54mm)，左右 600mil(15.24mm) 5、测量维度：加速度：3 维，角速度：3 维，姿态角：3 维 6、量程：加速度:± 2g，角速度:± 250°/s。 7、分辨率：加速度：6.1e-5g，角速度:7.6e-3°/s。 8、稳定性：加速度：0.001g，角速度 0.02°/s。 9、姿态测量稳定度：0.01°。 10、数据输出频率 100Hz。 11、数据接口：串口（TTL 电平），I2C（直接连 MPU6050，无姿态输出） 10、波特率 115200kps。 3 引脚说明：名称 VCC RX TX GND SCL SDA 功能模块电源，3.3V 或 5V 输入串行数据输入，TTL 电平串行数据输出，TTL 电平地线 I2C 时钟线 I2C 数据线 - 2 -

【君悦智控】 http://RobotControl.taobao.com 4 通信协议波特率：115200，停止位 1，校验位 0。 4.1 上位机至模块指令内容 0x01 功能使用串口，禁用 I2C 备注用串口连接时需发送 0x01，模块方能输出数据 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0a 禁用串口，使用 I2C 接口发送 0x02，模块将停止输出数据打开加速度输出关闭加速度输出打开角速度输出关闭角速度输出打开角度输出关闭角度输出陀螺校准角度初始化校准陀螺的零位，校准期间需静止使 Z 轴角度归零 4.2 模块至上位机: 4.2.1 加速度输出：数据编号数据内容 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0x55 0x51 AxL AxH AyL AyH AzL AzH TL TH 含义包头标识这个包是加速度包 X 轴加速度低字节 X 轴加速度高字节 y 轴加速度低字节 y 轴加速度高字节 z 轴加速度低字节 z 轴加速度高字节温度低字节温度高字节校验和 Sum 10 加速度计算公式： ax=((AxH<<8)|AxL)/32768*2g(g 为重力加速度，可取 9.8m/s2) ay=((AyH<<8)|AyL)/32768*2g(g 为重力加速度，可取 9.8m/s2) az=((AzH<<8)|AzL)/32768*2g(g 为重力加速度，可取 9.8m/s2) 温度计算公式： T=((TH<<8)|TL) /340+36.53 ℃ 校验和： - 3 -

【君悦智控】 http://RobotControl.taobao.com Sum=0x55+0x51+AxH+AxL+AyH+AyL+AzH+AzL+TH+TL 4.2.2 角速度输出：数据编号数据内容 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 角速度计算公式： 0x55 0x52 wxL wxH wyL wyH wzL wzH TL TH Sum 含义包头标识这个包是角速度包 X 轴角速度低字节 X 轴加速度高字节 y 轴加速度低字节 y 轴加速度高字节 z 轴加速度低字节 z 轴加速度高字节温度低字节温度高字节校验和 wx=((wxH<<8)|wxL)/32768*250(°/s) wy=((wyH<<8)|wyL)/32768*250(°/s) wz=((wzH<<8)|wzL)/32768*250(°/s) 温度计算公式： T=((TH<<8)|TL) /340+36.53 ℃ 校验和： Sum=0x55+0x52+wxH+wxL+wyH+wyL+wzH+wzL+TH+TL 4.2.3 角度输出：数据编号数据内容 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0x55 0x53 RollL RollH PitchL PitchH YawL YawH TL TH Sum 10 角速度计算公式：滚转角（x 轴）Roll=((RollH<<8)|RollL)/32768*180(°) 俯仰角（y 轴）Pitch=((PitchH<<8)|PitchL)/32768*180(°) 偏航角（z 轴）Yaw=((YawH<<8)|YawL)/32768*180(°) 温度计算公式：含义包头标识这个包是角度包 X 轴角度低字节 X 轴角度高字节 y 轴角度低字节 y 轴角度高字节 z 轴角度低字节 z 轴角度高字节温度低字节温度高字节校验和 - 4 -

【君悦智控】 http://RobotControl.taobao.com T=((TH<<8)|TL) /340+36.53 ℃ 校验和： Sum=0x55+0x53+RollH+RollL+PitchH+PitchL+YawH+YawL+TH+TL 注：姿态角结算时所使用的坐标系为东北天坐标系，正方向放置模块,如下图所示。坐标系的旋转顺序为 z-x-y,即先绕 z 轴转，再绕 x 轴转，再绕 y 轴转。 4.3 数据解析示例代码： double a[3],w[3],Angle[3],T; void DecodeIMUData(char chrTemp[]) { } switch(chrTemp[1]) { case 0x51: a[0] = (((short)chrTemp[3]<<8)|chrTemp[2])/32768.0*2; a[1] = (((short)chrTemp[5]<<8)|chrTemp[4])/32768.0*2; a[2] = (((short)chrTemp[7]<<8)|chrTemp[6])/32768.0*2; T = (((short)chrTemp[9]<<8)|chrTemp[8])/340.0+36.25; printf("a = %4.3f\t%4.3f\t%4.3f\t",a[0],a[1],a[2]); break; case 0x52: w[0] = (((short)chrTemp[3]<<8)|chrTemp[2])/32768.0*250; w[1] = (((short)chrTemp[5]<<8)|chrTemp[4])/32768.0*250; w[2] = (((short)chrTemp[7]<<8)|chrTemp[6])/32768.0*250; T = (((short)chrTemp[9]<<8)|chrTemp[8])/340.0+36.25; printf("w = %4.3f\t%4.3f\t%4.3f\t\r\n",w[0],w[1],w[2]); break; case 0x53: } Angle[0] = (((short)chrTemp[3]<<8)|chrTemp[2])/32768.0*180; Angle[1] = (((short)chrTemp[5]<<8)|chrTemp[4])/32768.0*180; Angle[2] = (((short)chrTemp[7]<<8)|chrTemp[6])/32768.0*180; T = (((short)chrTemp[9]<<8)|chrTemp[8])/340.0+36.25; printf("Angle = %4.2f\t%4.2f\t%4.2f\tT=%4.2f\r\n",Angle[0],Angle[1],Angle[2],T); break; - 5 -

【君悦智控】 http://RobotControl.taobao.com 5 上位机使用方法选择正确的串口点开始测量，测量数据就返回了。陀螺仪校准按钮用于校准陀螺零位，校准时需保持静止。角度初始化用于让 Z 轴的角度数据归零。点记录按钮可以将数据保存为文件 - 6 -

【君悦智控】 http://RobotControl.taobao.com 保存的文件在上位机程序的目录下：数据可以导入到 Exel 或者 Matlab 中进行分析。 6 机械尺寸 - 7 -

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