小兴教你做平衡小车-stm32程序开发(MPU6050显示角度)-2

### 使用 MPU6050 实现平衡小车 为了实现基于 STM32MPU6050 的自平衡小车,需深入了解嵌入式系统、传感器数据处理以及控制算法。通过合理集成传感器数据采集、姿态控制算法和电机控制,可构建稳定的小车系统[^1]。 #### 初始化与配置 创建 MPU6050 和 PID 对象,并设定 PID 参数。在 `setup()` 函数中完成 MPU6050 传感器及 PID 控制器的初始化工作: ```cpp #include <Wire.h> #include <MPU6050.h> #include <PID_v1.h> // 定义 I2C 地址和其他参数 #define MPU6050_ADDRESS 0x68 double Setpoint = 0; // 设定目标角度为零度直立 double Input = 0; double Output = 0; // 声明对象实例 MPU6050 mpu(MPU6050_ADDRESS); PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint, 2, 5, 1, DIRECT); void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化 MPU6050 并校准 while (!mpu.begin(MPU6050_SCALE_2000DPS, MPU6050_RANGE_2G)) { Serial.println("Could not find a valid MPU6050 sensor, check wiring!"); delay(500); } // 设置 PID 调节器采样时间间隔 (ms) myPID.SetSampleTime(10); } ``` #### 数据获取与反馈调整 `loop()` 中持续读取 MPU6050 提供的角度信息作为输入给到 PID 进行计算;随后利用输出结果驱动直流电机改变转速从而维持车身平稳状态: ```cpp void loop() { double angle = getAngle(); Input = angle; myPID.Compute(); int motorSpeed = map(Output, -100, 100, -255, 255); controlMotor(motorSpeed); } float getAngle(){ VectorFloat gravity; sensors_event_t accel; sensors_event_t gyro; sensors_event_t temp; mpu.getEvent(&accel, &gyro, &temp); // 获取重力向量分量 gravity = mpu.getGravity(accel.acceleration); float pitch = atan2(gravity.y, gravity.z) * RAD_TO_DEG; return pitch; } void controlMotor(int speed){ analogWrite(PWM_PIN_LEFT_MOTOR, abs(speed)); digitalWrite(DIR_PIN_LEFT_MOTOR, speed >= 0 ? HIGH : LOW); analogWrite(PWM_PIN_RIGHT_MOTOR, abs(speed)); digitalWrite(DIR_PIN_RIGHT_MOTOR, speed >= 0 ? HIGH : LOW); } ``` 此代码片段展示了如何使用 MPU6050 读取消费级六轴惯性测量单元(IMU),即三轴加速度计加上三轴陀螺仪组合而成设备所记录下的角位移变化情况,进而提供用于保持车辆竖直方向上相对静止所需的信息基础[^4]。
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