基于STM32F4开发板的MEMS三轴陀螺仪的方案

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zero99 发布时间：2016-6-16 17:18

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   总的来说，STM32F429i这块板子上的外围器件并不算多，主要的就是VGA TFT，另外，还有就是USB、SDRAM、按键以及今天要体验的陀螺仪。
   MEMS是微机电系统的意思，这个东西可以说给我们的生活带来了很大的变化，就比如最常见的手机，现今的手机都离不开它，没有哪个智能手机敢不用它。
今天要介绍的陀螺仪在手机中也有他的身影，在手机中它一般用于拍照防抖功能，短时间的离线导航等。
   陀螺仪的作用可大了，小到你的手机，再到飞机、舰船，再到导弹、火箭，这些东西没一个离得开它，不对，有一个能不用，就是你的手机，除了你的手机没一个离得开它。
   板子上的陀螺仪芯片型号为L3GD20，搜了一下，这是ST自家的一款传感器。这款传感器有spi和i2c两种接口可用，我们看看它在板子上的电路图不难发现，他的两种接口我们都能用，但显然ST的意图是让我们用SPI接口。

看看他的庐山真面目：

   在官方的例程里，有个简单的小例子，我们来看看：其名字为“MEMS_Example”。
   关于这款芯片的手册在ST的官网及其他许多网站都有，大家可自行下载。

先大概浏览了一下程序，发现例程里边貌似只有两个轴的，先编译下载验证一下：
果然，程序少一个轴向的。
程序大概意思就是，把板子往前滚，则显示向前的箭头；往后滚，则显示向下的箭头；往左滚，则显示向左的箭头；往右滚，则显示向右的箭头。
如下图：

然而板子在板子所在的平面旋转却无反应，所用陀螺仪分明是三轴的，可是程序却只用了其中的两轴，略微有点缺憾吧，于是我把第三轴方向加了上去，及Z轴。
修改后，在原基础上，当板子绕板子顺时针和逆时针分别旋转时，用屏幕显示出来。如下图：

下面是部分代码：
if(Xval>Yval)
      {
            if(Xval>Zval)
                     max_of_xyz = 1;
            else
                     max_of_xyz = 3;
      }
      else
      {
            if(Yval>Zval)
                     max_of_xyz = 2;
            else
                     max_of_xyz = 3;
      }
      //max_of_xyz = 3;

      if(max_of_xyz==3)
      {
            if ((int16_t)Buffer[2] > 40)
            {
                     LCD_Clear(LCD_COLOR_WHITE);
                     LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_BLUE);
                     //LCD_DrawFullRect(100, 40, 40, 120);
                     //LCD_FillTriangle(50, 190, 120, 160, 160, 310);
                     LCD_DrawCircle(120, 160, 90);
                     LCD_DrawCircle(120, 160, 91);
                     LCD_DrawCircle(120, 160, 92);
                     LCD_FillTriangle(120,105,105, 251,  241,  261);
                     Delay(50);
            }
            if ((int16_t)Buffer[2] < -40)
            {
                     LCD_Clear(LCD_COLOR_WHITE);
                     LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_BLUE);
                     //LCD_DrawFullRect(100, 40, 40, 120);
                     //LCD_FillTriangle(50, 190, 120, 160, 160, 310);
                     LCD_DrawCircle(120, 160, 90);
                     LCD_DrawCircle(120, 160, 91);
                     LCD_DrawCircle(120, 160, 92);
                     LCD_FillTriangle(120,135,135, 251,  241,  261);
                     Delay(50);
            }
      }

  if (max_of_xyz == 1)
  {
if ((int16_t)Buffer[0] > 40)
{
   /* Clear the LCD */
   LCD_Clear(LCD_COLOR_WHITE);
   LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_MAGENTA);
   LCD_DrawFullRect(100, 40, 40, 120);
   LCD_FillTriangle(50, 190, 120, 160, 160, 310);
   Delay(50);
}
if ((int16_t)Buffer[0] < -40)
{
   /* Clear the LCD */
   LCD_Clear(LCD_COLOR_WHITE);
   LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_RED);
   LCD_DrawFullRect(100, 160, 40, 120);
   LCD_FillTriangle(50, 190, 120, 160, 160, 10);
   Delay(50);
}
  }
  if(max_of_xyz == 2)
  {
if ((int16_t)Buffer[1] < -40)
{
   /* Clear the LCD */
   LCD_Clear(LCD_COLOR_WHITE);
   LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_GREEN);
   LCD_DrawFullRect(120, 140, 100, 40);
   LCD_FillTriangle(120, 120, 5, 60, 260, 160);
   Delay(50);
}
if ((int16_t)Buffer[1] > 40)
{
   /* Clear the LCD */
   LCD_Clear(LCD_COLOR_WHITE);
   LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_BLUE);
   LCD_DrawFullRect(20, 140, 100, 40);
   LCD_FillTriangle(120, 120, 235, 60, 260, 160);
   Delay(50);
}
  }
}

为了尽量减少改动，没有switch case ，不知道用了效率会不会更好。
当然，陀螺仪的作用可远不止如此。