ESP32、MicroPython、JY901S

原创已于 2025-03-14 19:38:03 修改 · 2.2k 阅读

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#嵌入式硬件 #单片机 #物联网 #python

于 2025-03-14 16:26:32 首次发布

Embedded System 嵌入式系统专栏收录该内容

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上接 ESP32、MicroPython、MPU6050，ESP32、MicroPython、MPU6050-优快云博客，主要是从硬件方面解决MPU6050的温漂问题，简单起见，直接更换了一款比较高级的IMU——JY901S。

一、JY901S

JY901S是维特智能公司生产的一款基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统。包含三轴陀螺仪、三轴加速度计，三轴电子罗盘等运动传感器。该传感器集成高性能传感器和自主研发的姿态动力学核心算法引擎以及高动态卡尔曼滤波融合算法，提供了高精度、高动态、实时补偿的三轴姿态角度，通过对各类数据的灵活选择配置，满足不同的应用场景。
模块内部自带电压稳定电路，工作电压3.3~5V，引脚电平兼容3.3V/5V的嵌入式系统，连接方便。支持串口和IIC两种数字接口。方便用户选择最佳的连接方式。串口速率4800bps~230400bps可调，IIC接口支持全速400K速率。保留4路扩展端口，可以分别配置为模拟输入，数字输入，数字输出等功能。

引脚序号	引脚名称	引脚功能
1	D0	模拟输入、数字输入输出，拉高唤醒
2	Vcc	电源3.3~5V
3	RX	串行数据输入
4	TX	串行数据输出
5	GND	接地
6	D1	模拟输入、数字输入输出、设置角度参考
7	D3	模拟输入、数字输入输出、角度报警输出、X-角度报警输出
8	GND	接地
9	SDA	I2C数据线、Y-角度报警输出
10	SCL	I2C时钟线、Y+角度报警输出
11	Vcc	电源3.3~5V
12	D2	模拟输入、数字输入输出、硬件复位、X+角度报警输出

资料来源：JY901S产品资料 · 深圳维特智能科技有限公司

二、硬件连接

JY901S	ESP32-S3
Vcc(2)	3V3
RX(3)	TX(17)
TX(4)	RX(18)
GND(5)	GND

三、主要程序

参考链接：树莓派4B-用串口读取JY901S陀螺仪数据-优快云博客

from machine import UART
import time

acceleration_data = [0] * 8
gyroscope_data = [0] * 8
angle_data = [0] * 8
frame_state = 0
byte_count = 0
checksum = 0

acceleration = [0.0] * 3
gyroscope = [0.0] * 3
angle = [0.0] * 3

# 加速度数据
def parse_acceleration(data):
    ax_low, ax_high = data[0], data[1]
    ay_low, ay_high = data[2], data[3]
    az_low, az_high = data[4], data[5]

    scale_acceleration = 16.0
    acc_x = (ax_high << 8 | ax_low) / 32768.0 * scale_acceleration
    acc_y = (ay_high << 8 | ay_low) / 32768.0 * scale_acceleration
    acc_z = (az_high << 8 | az_low) / 32768.0 * scale_acceleration
    if acc_x >= scale_acceleration:
        acc_x -= 2 * scale_acceleration
    if acc_y >= scale_acceleration:
        acc_y -= 2 * scale_acceleration
    if acc_z >= scale_acceleration:
        acc_z -= 2 * scale_acceleration

    return acc_x, acc_y, acc_z

# 陀螺仪数据
def parse_gyroscope(data):
    gx_low, gx_high = data[0], data[1]
    gy_low, gy_high = data[2], data[3]
    gz_low, gz_high = data[4], data[5]

    scale_gyroscope = 2000.0
    gyro_x = (gx_high << 8 | gx_low) / 32768.0 * scale_gyroscope
    gyro_y = (gy_high << 8 | gy_low) / 32768.0 * scale_gyroscope
    gyro_z = (gz_high << 8 | gz_low) / 32768.0 * scale_gyroscope
    if gyro_x >= scale_gyroscope:
        gyro_x -= 2 * scale_gyroscope
    if gyro_y >= scale_gyroscope:
        gyro_y -= 2 * scale_gyroscope
    if gyro_z >= scale_gyroscope:
        gyro_z -= 2 * scale_gyroscope

    return gyro_x, gyro_y, gyro_z

# 角度数据
def parse_angle(data):
    roll_low, roll_high = data[0], data[1]
    pitch_low, pitch_high = data[2], data[3]
    yaw_low, yaw_high = data[4], data[5]

    scale_angle = 180.0
    angle_x = (roll_high << 8 | roll_low) / 32768.0 * scale_angle
    angle_y = (pitch_high << 8 | pitch_low) / 32768.0 * scale_angle
    angle_z = (yaw_high << 8 | yaw_low) / 32768.0 * scale_angle
    if angle_x >= scale_angle:
        angle_x -= 2 * scale_angle
    if angle_y >= scale_angle:
        angle_y -= 2 * scale_angle
    if angle_z >= scale_angle:
        angle_z -= 2 * scale_angle

    return angle_x, angle_y, angle_z

# 数据处理
def process_data(input_data):
    global frame_state, byte_count, checksum, acceleration, gyroscope, angle
    global acceleration_data, gyroscope_data, angle_data

    for byte in input_data:
        if frame_state == 0:
            if byte == 0x55 and byte_count == 0:
                checksum = byte
                byte_count = 1
            elif byte in (0x51, 0x52, 0x53) and byte_count == 1:
                checksum += byte
                frame_state = byte - 0x50
                byte_count = 2
        elif frame_state in (1, 2, 3):
            if byte_count < 10:
                if frame_state == 1:
                    acceleration_data[byte_count - 2] = byte
                elif frame_state == 2:
                    gyroscope_data[byte_count - 2] = byte
                elif frame_state == 3:
                    angle_data[byte_count - 2] = byte
                checksum += byte
                byte_count += 1
            else:
                if byte == (checksum & 0xFF):
                    if frame_state == 1:
                        acceleration = parse_acceleration(acceleration_data)
                    elif frame_state == 2:
                        gyroscope = parse_gyroscope(gyroscope_data)
                    elif frame_state == 3:
                        angle = parse_angle(angle_data)
                checksum = 0
                byte_count = 0
                frame_state = 0

if __name__ == '__main__':
    uart = UART(1, baudrate=9600, tx=17, rx=18) 
    print('开始读取JY901s数据...')
    while True:
        data_buffer = uart.read(33)
        if data_buffer:
            process_data(data_buffer)
            print("角度 (度): X=%10.3f Y=%10.3f Z=%10.3f" % (angle[0], angle[1], angle[2]))