概述

LSM6DS3TR-C是單芯片“3軸陀螺儀 + 3軸加速度計”的慣性 測量單元(IMU)， 五種種可選滿量程的陀螺儀(125/250/500/1000/2000 dps)和加速度計(2/4/8/16 g)。

上述工程中選擇的加速度和陀螺儀對應(yīng)的量程為2g和2000dps，對應(yīng)的靈敏度如下所示，分別為0.061mg/LSB和70mdps/LSB。

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視頻教學

[https://www.bilibili.com/video/BV14h4y1R7kc/]

樣品申請

[https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#]

完整代碼下載

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/87921267]

參考坐標系

測量加速度

LSM6DS3TR-C有一個片上加速度計，可以在 ±2g、±4g、±8g 和 ±16g 四個可編程滿量程范圍內(nèi)測量加速度。

測量角速度

MPU6050 有一個片上陀螺儀，可以在 ±125°/s ±250°/s、±500°/s、±1000°/s 和 ±2000°/s 的四個可編程滿量程范圍內(nèi)測量角度旋轉(zhuǎn)。

加速度計工作方式

假設(shè)立方體在外太空，那里的一切都是失重的，球會簡單地漂浮在立方體的中心。

現(xiàn)在，假設(shè)每面墻代表一個特定的軸。 如果我們突然以 1g 的加速度向左移動盒子（單個 G 力 1g 相當于重力加速度 9.8 m/s 2），球無疑會撞到墻壁 X。如果我們測量球?qū)Ρ谑┘拥牧，我們可以得到沿X軸的輸出值為1g。

讓我們看看當我們把那個立方體放在地球上時會發(fā)生什么。球?qū)⒑唵蔚芈湓趬?Z 上，施加 1g 的力，如下圖所示：

在這種情況下，盒子沒有移動，但我們?nèi)匀辉?Z 軸上得到 1g 的讀數(shù)。這是因為重力（實際上是加速度的一種形式）以 1g 的力向下拉球。

雖然此模型并不完全代表真實世界的加速度計傳感器是如何構(gòu)建的，但它通常有助于理解為什么加速度計的輸出信號通常以 ±g 為單位指定，或者為什么加速度計在靜止時在 z 軸上讀數(shù)為 1g，或者您可以在不同方向上獲得什么樣的加速度計讀數(shù)。

上位機通訊

這里使用的是匿名助手的上位機

[https://gitee.com/anotc/AnoAssistant]

有專門的通訊協(xié)議

串口通訊協(xié)議格式如下所示，需要注意傳輸為小端模式傳輸。

對應(yīng)的源地址和目標地址分別為0xFD和0xFE。

我們只需要上報加速度和陀螺儀數(shù)據(jù)，所以功能碼為0x01，數(shù)據(jù)長度為0x0D，需要主要為小端模式傳輸。

加速度演示

實測移動模塊分別為X、Y、Z軸向下，可以看見數(shù)值基本上為1000mg。

陀螺儀工作方式

加速度計測量線性加速度，而陀螺儀測量角旋轉(zhuǎn)。為此，他們測量了科里奧利效應(yīng)產(chǎn)生的力。

陀螺儀是一種運動傳感器，能夠感測物體在一軸或多軸上的旋轉(zhuǎn)角速度。它能夠精確地感測自由空間中復雜的移動動作，因此成為追蹤物體移動方位和旋轉(zhuǎn)動作的必要設(shè)備。與加速計和電子羅盤不同，陀螺儀不需要依賴外部力量（如重力或磁場），可以自主地發(fā)揮其功能。

因此，從理論上講，只使用陀螺儀就可以完成姿態(tài)導航的任務(wù)。

陀螺儀的每個通道檢測一個軸的旋轉(zhuǎn)。也就是說陀螺儀通過測量自身的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，判斷出設(shè)備當前運動狀態(tài)，是向前、向后、向上、向下、向左還是向右呢，是加速（角速度）還是減速（角速度）呢，都可以實現(xiàn)，但是要判斷出設(shè)備的方位（東西南北），陀螺儀就沒有辦法。

MEMS陀螺儀主要利用科里奧利力（旋轉(zhuǎn)物體在有徑向運動時所受到的切向力）原理，公開的微機械陀螺儀均采用振動物體傳感角速度的概念，利用振動來誘導和探測科里奧利力。

MEMS陀螺儀的核心是一個微加工機械單元，在設(shè)計上按照一個音叉機制共振運動，通過科里奧利力原理把角速率轉(zhuǎn)換成一個特定感測結(jié)構(gòu)的位移。

兩個相同的質(zhì)量塊以方向相反的做水平震蕩。當外部施加一個角速率，就會出現(xiàn)一個科氏力，力的方向垂直于質(zhì)量運動方向，如垂直方向箭頭所示。產(chǎn)生的科氏力使感測質(zhì)量發(fā)生位移，位移大小與所施加的角速率大小成正比，科氏力引起的電容變化即可計算出角速率大小。 科里奧利效應(yīng)指出，當質(zhì)量 (m) 以速度 (v) 沿特定方向移動并施加外部角速率 (Ω)（紅色箭頭）時，科里奧利效應(yīng)會產(chǎn)生一個力（黃色箭頭），導致質(zhì)量垂直移動。該位移的值與應(yīng)用的角速率直接相關(guān)。

上報源碼

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
    printf("hello");


      if (LSM6DS3TRC_Init(LSM6DS3TRC_MODE_I2C) == false)
    printf("LSM6DS3TRC initialize error.rn");
  else
    printf("LSM6DS3TRC initialize register finished.rn");
        int16_t    acc_int16[3]    ={0,0,0};
        int16_t    gyr_int16[3]        ={0,0,0};    
        float acc[3] = {0};
        float gyr[3] = {0};
        uint8_t data[21]={0};
        data[0]=0xAB;//幀頭
        data[1]=0xFD;//源地址
        data[2]=0xFE;//目標地址        
        data[3]=0x01;//功能碼ID    
        data[4]=0x0D;//數(shù)據(jù)長度LEN
        data[5]=0x00;//數(shù)據(jù)長度LEN 13

uint8_t sumcheck = 0;
uint8_t addcheck = 0;

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {    
    uint8_t status;
    status = LSM6DS3TRC_Get_Status();

    if (status & LSM6DS3TRC_STATUS_ACCELEROMETER)
    {

      LSM6DS3TRC_Get_Acceleration(LSM6DS3TRC_ACC_FSXL_2G, acc);
//      printf("rnacc:X:%2f,tY:%2f,tZ:%2fr", acc[0], acc[1], acc[2]);
    }
    if (status & LSM6DS3TRC_STATUS_GYROSCOPE)
    {

      LSM6DS3TRC_Get_Gyroscope(LSM6DS3TRC_GYR_FSG_2000, gyr);
//      printf("rgyr:X:%4.2f,tY:%4.2f,tZ:%4.2fr", gyr[0], gyr[1], gyr[2]);
    }
    if (status & LSM6DS3TRC_STATUS_TEMPERATURE)
    {
//      printf("rtemp:%2frn", LSM6DS3TRC_Get_Temperature());
    }

        //匿名上位機
        acc_int16[0]=(int16_t)(acc[0]);
        acc_int16[1]=(int16_t)(acc[1]);        
        acc_int16[2]=(int16_t)(acc[2]);    

        gyr_int16[0]=(int16_t)(gyr[0])/1000;        
        gyr_int16[1]=(int16_t)(gyr[1])/1000;    
        gyr_int16[2]=(int16_t)(gyr[2])/1000;    

        data[7]=acc_int16[0] >>8;//ACC_X
        data[6]=acc_int16[0];
        data[9]=acc_int16[1] >>8;//ACC_Y
        data[8]=acc_int16[1];
        data[11]=acc_int16[2] >>8;//ACC_Z
        data[10]=acc_int16[2];

        data[13]=gyr_int16[0] >>8;//GYR_X 
        data[12]=gyr_int16[0];        
        data[15]=gyr_int16[1] >>8;//GYR_Y 
        data[14]=gyr_int16[1];            
        data[17]=gyr_int16[2] >>8;//GYR_Z 
        data[16]=gyr_int16[2];    

        data[18]=0;    

sumcheck = 0;
addcheck = 0;
for(uint16_t i=0; i < 19; i++)
{
sumcheck += data[i]; //從幀頭開始，對每一字節(jié)進行求和，直到 DATA 區(qū)結(jié)束
addcheck += sumcheck; //每一字節(jié)的求和操作，進行一次 sumcheck 的累加
}
data[19]=sumcheck;
data[20]=addcheck;

    HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&data, 21, 0xFFFF);
//        printf("naccx=%d    accy=%d    accz=%d    gyrx=%d    gyry=%d    gyrx=%d    ",acc_int16[0],acc_int16[1],acc_int16[2],gyr_int16[0],gyr_int16[1],gyr_int16[2]);        
    HAL_Delay(100);        
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */        
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

審核編輯 黃宇