最近在开发一套麦轮小车，需要用到 IMU 获取 Yaw 轴的值，保证车头的朝向不变。使用的是 维特科技 的 JY901s 模块。

该模块包含三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴电子罗盘，还能为客户提供高精度的三轴姿态角度（Pitch，Roll，Yaw），通过 IIC 或串口进行通信。

浅使用后，确实是一款不错的产品，从硬件到软件资料比较完备，最主要的是官方较有条理的例程库给我们今后自己写库提供了思路。

1. 上位机

上位机下载

直接通过串口连接模块，即可通过上位机读取姿态角数据，为了更适配个人需求，还需要在配置中进行修改。

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算法可以选择九轴或者六轴：

  • 六轴即用三轴陀螺仪、三轴加速度计计算姿态角，但是由于 Yaw 轴的积分误差，时间长了会存在零漂。
  • 九轴则加上了三轴电子罗盘，可以对 Yaw 轴进行校准。但是在使用九轴前需要进行磁场校准，否则会导致 Yaw 漂移得更离谱！

同时可以设置数据回传内容，速率等等。

2. 移植官方例程

官方例程下载

本人选择的是 STM32Core_SDK_Normal，即串口通信。

在 main 函数中

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Usart1Init(115200);
Usart2Init(9600);
WitInit(WIT_PROTOCOL_NORMAL, 0x50);
WitSerialWriteRegister(SensorUartSend);
WitRegisterCallBack(SensorDataUpdata);
WitDelayMsRegister(Delayms);
AutoScanSensor();

开头是初始化两个串口，一个用于与 IMU 通信，另一个和电脑通信。

接下来一行是初始化，不用管内部实现。

接下来三个是注册相关函数，通过传入函数指针，来实现与我们自己的库适配的函数。

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static void SensorUartSend(uint8_t *p_data, uint32_t uiSize)
{
	Uart2Send(p_data, uiSize);
}

static void Delayms(uint16_t ucMs)
{
	delay_ms(ucMs);
}
static void SensorDataUpdata(uint32_t uiReg, uint32_t uiRegNum)
{
    ...
}

这是原来注册函数的内容，对于串口传输数据以及毫秒级延时函数，我们都可以修改为 HAL 库中相同功能的函数。

接下来看 USART2 中断函数：

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void USART2_IRQHandler(void)
{
	unsigned char ucTemp;
	if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)
	{
		ucTemp = USART_ReceiveData(USART2);
		WitSerialDataIn(ucTemp);
		USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);
	}
}

可以看到，每次接受一个数据，将数据通过 WitSerialDateIn 传入到“黑盒”中，我们在自己的中断函数也这样做就可以，之后的数据处理等一系列的东西，我们不需要了解。

最后在 while 死循环中判断是否更新数据并将数据读取。

总的工作框图如下：

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3. 总结与反思

通过移植维特的例程库，我们可以从中学习到如何实现一套高内聚，低耦合历程库的方法：

  • 对于与硬件相关的函数，通过函数指针进行注册相关的函数。
  • 将用户与库之间数据的输入输出封装好，尽可能做到数据的处理是个黑盒。

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