怎么查看vps网站服务器时间,南昌p2p网站建设,小软件制作教程,伪静态规则wordpress文章目录 一.概要二.实验模型原理1.硬件连接原理框图2.控制原理 三.实验模型控制流程四.云台模型程序五.实验效果视频六.小结 一.概要
云台主要用来固定摄像头。准确地说#xff0c;云台是一种可以多角度调节的支撑设备#xff0c;类似于人的脖子可以支撑着脑袋#xff0c;… 文章目录 一.概要二.实验模型原理1.硬件连接原理框图2.控制原理 三.实验模型控制流程四.云台模型程序五.实验效果视频六.小结 一.概要
云台主要用来固定摄像头。准确地说云台是一种可以多角度调节的支撑设备类似于人的脖子可以支撑着脑袋并通过转动来调节视野。 云台电机可以被用于相机、无人机和摄像机等设备上,以实现平滑稳定的拍摄效果无人机在飞行过程中尤其是遇到风力干扰或进行复杂飞行动作时机身容易产生震动和晃动。而云台的存在可以有效地隔离这些抖动保证挂载在上面的相机或摄像头能够拍摄出稳定、清晰的画面。这对于航拍、侦察、监测等需要高质量影像的任务至关重要。
本文就做了一个简单的云台模型采用STM32F103C8T6单片机舵机陀螺仪模块实现一个简易云台随着陀螺仪模块倾斜多少度舵机就转动到多少度。 二.实验模型原理
1.硬件连接原理框图 模型主要分为三部分:主芯片单元倾斜测量单元执行动作单元。 图中主控芯片为STM32F103C8T6单片机倾斜测量为MPU6050陀螺仪模块执行传感器为SG90舵机。
信号线连接:MPU6050陀螺仪模块信号脚SCL脚接到单片机的PB10脚SDA脚接到单片机的PB11脚。SG90(180度)舵机的信号脚橙色线接到单片机的PA6脚。
2.控制原理
陀螺仪模块测量模块跟水平方向的夹角如果大于0度单片机驱动舵机也转到响应的角度如果陀螺仪模块的倾斜角度没有变化舵机角度保持不变如果陀螺仪模块回到0度舵机也相应转到0度。
陀螺仪模块测倾角原理
MPU6050含3轴的加速度与3轴的陀螺仪我们只要取单轴的加速度值就能计算在某一方向上的倾斜角度。
舵机控制原理 SG90舵机首先控制引脚是三根线分别是GND(棕色)、VCC(红色)、PWM(黄色)控制方式也是一样的PWM时序具体的方法如下
1采用PWM控制的方式来进行舵机的旋转 2舵机的控制需要MCU产生一个20ms周期的脉冲信号以0.5ms到2.5ms的高电平来控制舵机的角度。 3高电平时间跟舵机旋转的角度对应关系: 0.5ms-------------0度对应函数中占空比为2.5% 1.0ms------------45度对应函数中占空比为5.0% 1.5ms------------90度对应函数中占空比为7.5% 2.0ms-----------135度对应函数中占空比为10.0% 2.5ms-----------180度对应函数中占空比为12.5%
三.实验模型控制流程
1.单片机先通过IIC口读取陀螺仪的角度。
2.计算陀螺仪的倾斜角度如果有倾斜驱动PA6引脚输出20ms周期控制舵机旋转到响应的角度。
3.如果倾斜角度回到0控制舵机旋转到0度。
四.云台模型程序
板子与MPU6050陀螺仪模块用杜邦线连接
板子G-----模块GND
板子3.3---模块VCC
板子B10---模块SCL
板子B11---模块SDA板子与SG90舵机(180度舵机)用杜邦线连接
板子5V----红色线
板子A6----橙色线
板子G-----棕色线USB线需要接小系统板给板子供5V。
打开STM32CubeMX软件,新建工程 Part Number处输入STM32F103C8再双击就创建新的工程 配置下载口引脚 配置外部晶振引脚 配置系统主频
配置IIC引脚
配置PWM输出定时器3通道1周期20ms
配置工程文件名保存路径KEIL5工程输出方式 生成工程 用Keil5打开工程
添加代码 主要程序
short Accel[3];
short Gyro [3];
short Temp;
float AccelData[3];//单位g
float GyroData[3];//单位mdps
/* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
uint16_t Pluse_Time1000;//1毫秒脉冲单位是ustypedef struct Angle
{double X_Angle;double Y_Angle;double Z_Angle;} MPU6050_Angle;
MPU6050_Angle data;
double Angle_Old;
/******************************************************************************
* 函数介绍 计算 x, y, z 三轴的倾角
* 输入参数 无
* 输出参数 data角度结构体
* 返回值 无
******************************************************************************/
void MPU6050_Get_Angle(MPU6050_Angle *data)
{ /* 计算x, y, z 轴倾角返回弧度值*/data-X_Angle acos(AccelData[0]/1000);data-Y_Angle acos(AccelData[1]/1000);data-Z_Angle acos(AccelData[2]/1000);/* 弧度值转换为角度值 */data-X_Angle data-X_Angle * 57.29577;data-Y_Angle data-Y_Angle * 57.29577;data-Z_Angle data-Z_Angle * 57.29577;
} /*** 函数功能: 读取MPU6050的加速度数据* 输入参数: 无* 返 回 值: 无* 说 明: 无*/
void MPU6050ReadAcc(short *accData)
{uint8_t buf[6];MPU6050_ReadData(MPU6050_ACC_OUT, buf[0], 6);accData[0] (buf[0] 8) | buf[1];accData[1] (buf[2] 8) | buf[3];accData[2] (buf[4] 8) | buf[5];
}/* USER CODE END 0 *//*** 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_I2C2_Init();//IIC初始化MX_TIM3_Init();//配置定时器20ms周期PWM波,初始化高电平是1msMPU6050_Init();//MPU6050初始化配置中断使能配置if(MPU6050ReadID() 0)//读取MPU6050 ID{ while(1);}/* USER CODE BEGIN 2 */if (HAL_TIM_PWM_Start(htim3, TIM_CHANNEL_1) ! HAL_OK)//PA6脚PWM输出{/* PWM generation Error */while(1);}Pluse_Time500;//0.5ms高电平脉冲用于控制舵机转到0度HAL_TIM_PWM_Stop(htim3, TIM_CHANNEL_1);//PWM停止输出MX_TIM3_Init();//重新初始化配置PWM波if (HAL_TIM_PWM_Start(htim3, TIM_CHANNEL_1) ! HAL_OK)//PA6脚PWM输出{/* PWM generation Error */while(1);}HAL_Delay(300);//等待300msHAL_TIM_PWM_Stop(htim3, TIM_CHANNEL_1);//PWM停止输出 /* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */MPU6050ReadAcc(Accel);//读取加速度数据for( int i0;i3;i){if(Accel[i]0){AccelData[i]Accel[i]*2000/32768;//转换成单位mg}else{AccelData[i]-(-Accel[i]1)*2000/32768;} } MPU6050_Get_Angle(data);//计算倾角通过X_Angle来控制舵机转角if(abs((int)Angle_Old-(int)data.X_Angle)3)//当前角度与存储的角度差值大于3度进行动作主要是防止手抖动{ //以180度角度伺服为例那么对应的控制关系是这样的t为高电平时间//t0.5ms占空比2.5%---------0°//t1.0ms占空比5%-----------45°//t1.5ms占空比7.5%---------90°//t2.0ms占空比10%---------135°//t2.5ms占空比12.5%-------180° Pluse_Time500((float)data.X_Angle/18)*200;//高电平时间0.5ms角度/180°×2msHAL_TIM_PWM_Stop(htim3, TIM_CHANNEL_1);//PWM停止输出MX_TIM3_Init();//重新初始化配置PWM波if (HAL_TIM_PWM_Start(htim3, TIM_CHANNEL_1) ! HAL_OK)//PA6脚PWM输出{/* PWM generation Error */while(1);}HAL_Delay(50);HAL_TIM_PWM_Stop(htim3, TIM_CHANNEL_1);//PWM停止输出 }Angle_Olddata.X_Angle;//把目前读到的角度值存下来以便下次比较使用}/* USER CODE END 3 */
}void MX_TIM3_Init(void)
{TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig {0};TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC {0};htim3.Instance TIM3;htim3.Init.Prescaler 71;htim3.Init.CounterMode TIM_COUNTERMODE_UP;htim3.Init.Period 19999;htim3.Init.ClockDivision TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim3.Init.AutoReloadPreload TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;if (HAL_TIM_PWM_Init(htim3) ! HAL_OK){Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger TIM_TRGO_RESET;sMasterConfig.MasterSlaveMode TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(htim3, sMasterConfig) ! HAL_OK){Error_Handler();}sConfigOC.OCMode TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse Pluse_Time;sConfigOC.OCPolarity TIM_OCPOLARITY_HIGH;sConfigOC.OCFastMode TIM_OCFAST_DISABLE;if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(htim3, sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) ! HAL_OK){Error_Handler();}HAL_TIM_MspPostInit(htim3);}五.实验效果视频
演示效果
六.小结
融合了舵机陀螺仪模块的控制对STM32的单片机的定时器PWM功能IIC通讯陀螺仪的产品有更深的了解。
