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四轴无人机

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楼主
ID:347363 发表于 2018-6-8 09:20 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
#include "stm32f10x.h"
#include "I2C_MPU6050.h"
#include "USART.h"
#include "SysTick.h"
#include "math.h"
#include "app.h"
#include "control.h"
#include "usmart.h"       
#include "timer.h"
#include "NRF24L01.h"
#include "spi.h"
#include <stdio.h>
//二阶互补滤波
#define pi 3.141592653
float K2 =0.2; // 对加速度计取值的权重
float dt=0.016;//dt为kalman滤波器采样时间;
float x1,x2,y1;
float m1,m2,n1;
float anglex2,angley2,anglez2;
float Roll=0,Yaw=0,Pitch=0;
float Roll_tar=0,Yaw_tar=0,Pitch_tar=0;
float Roll_o=0,Yaw_o=0,Pitch_o=0;
float Accel_x;             //X轴加速度值暂存
float Accel_y;             //Y轴加速度值暂存
float Accel_z;             //Z轴加速度值暂存
float Gyro_x;                 //X轴陀螺仪数据暂存
float Gyro_y;        //Y轴陀螺仪数据暂存
float Gyro_z;                 //Z轴陀螺仪数据暂存
float Angle_x_temp;  //由加速度计算的x倾斜角度
float Angle_y_temp;  //由加速度计算的y倾斜角度
float Angle_z_temp;  //由加速度计算的y倾斜角度
float Angle_X_Final; //X最终倾斜角度
float Angle_Y_Final; //Y最终倾斜角度
float Angle_Z_Final;  //z最终倾斜角度
long temp;
float Q_jiao;
unsigned char systick;
int16_t gx,gy,gz;//存储原始数据
float ggx,ggy,ggz;//存储量化后的数据
float Ax,Ay,Az;//单位 g(9.8m/s^2)
u16 THROTTLE=1300;
unsigned char tmp_buf[33];
unsigned int motor1,motor2,motor3,motor4;
unsigned char buff[7];
//unsigned int x,y,z;
//double angle;
void Angle_Calcu(void);
void MPU6050(void);
void Erjielvbox(float angle_m,float gyro_m);
void Erjielvboy(float angle_m,float gyro_m);
void Erjielvboz(float angle_m,float gyro_m);
float hmc_measure();
void Init_HMC5883L();
void yaw(void);
void MPU6050()
{
        gx=GetData(GYRO_XOUT_H);
        gy=GetData(GYRO_YOUT_H);
        gz=GetData(GYRO_ZOUT_H);
    ggx=gy/65.6;         //陀螺仪量程+-500度
    ggy=-gx/65.6;        //陀螺仪量程处理
        ggz=-gz/65.6;
//           printf("%f,",ggx);
////         printf("%f,",ggy);
//         printf("%f,\r\n",ggz);
}

//NRF24L01接收
void jieshou(void)
  {
    RX_Mode();                                                                                   
                            if(NRF24L01_RxPacket(tmp_buf)==0)//一旦接收到信息,则显示出来.
                            {
                                    tmp_buf[32]=0;//加入字符串结束符
                                        switch(tmp_buf[0])
                                        {
                                        case '1': if(THROTTLE<1400) {THROTTLE=-500;}   break;  //停止键
                                        case '2': THROTTLE=THROTTLE+5;                 break;  //上升
                                        case '3': THROTTLE=THROTTLE-5;                 break;  //下降
                                        case '4': Q_jiao++;if(Q_jiao>10) {Q_jiao=5;}  break;  //倾角增大
                                        case '5': Q_jiao--;if(Q_jiao<1)  {Q_jiao=0; }  break;  //倾角减小
                                        case '6': Q_jiao=5;                           break;  //倾角15
                                        case '7': THROTTLE=1350;                       break;
                                        case '8': Q_jiao=0;                                     break;
                                        case '9':                                      break;
                                        case 'A': Roll_tar=Q_jiao;  Pitch_tar=0;       break;
                                        case 'B': Roll_tar=0;       Pitch_tar=Q_jiao;  break;
                                        case 'C': Roll_tar=0;       Pitch_tar=-Q_jiao; break;
                                        case 'D': Roll_tar=-Q_jiao; Pitch_tar=0;       break;
                                        }

                            }
}
/*
* 函数名:main
* 描述  :主函数
* 输入  :无
* 输出  :无
* 返回  :无
*/
int main(void)
{        
        SystemInit(); //系统时钟初始化
        Usart_Configuration();//串口初始化配置
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);          //串口中断初始化
        usmart_dev.init(SystemCoreClock/1000000);                 //usmart初始化
        I2C_MPU6050_Init();
        SysTick_Init();
        /*时钟启动*/
        TimeStart();       
        /*陀螺仪传感器初始化*/
    InitMPU6050();
//    Init_HMC5883L();       
    Pid_init(60,0,34,340,7,0); //24
        All_GPIO_Config();//所有GPIO配置
        TIM3_Config();//TIM2初始化配置
    NRF24L01_Init();    //初始化NRF24L01                
          RX_Mode();
    while(NRF24L01_Check())//检测不到24L01
    {
        printf("nRF24L01检测出错!请确认nRF24L01的连接! \n\r");
                delay_ms(1000);
    }
    printf("\n\r--------------------------------------");
    printf("\n\r 神舟III号2.4G无线模块实验程序");
        printf("\n\r\n\r 请设置NRF24L01无线模块的工作模式");
        printf("\n\r   --USER1 按键:设置NRF24L01为接收模式");
        printf("\n\r   --USER2 按键:设置NRF24L01为发送模式");
        printf("\n\r   --TAMEPR按键:退出NRF24L01发送接收");
    printf("\n\r--------------------------------------");
        //motor需从1000开始向上加,否则无法启动
        motor1=motor2=motor3=motor4=1000;   time();  delay_ms(1000);
        motor1=motor2=motor3=motor4=1100;   time();  delay_ms(1000);
    motor1=motor2=motor3=motor4=1200;        time();  delay_ms(1000);
    motor1=motor2=motor3=motor4=1300;   time();         delay_ms(1000);
   while(1)
      {
          
    // 关闭滴答定时器  
        SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
        printf("%d,",systick);
        systick=0;
        //使能
          SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

//          Angle_z_temp=hmc_measure();
//          MPU6050();
//          Angle_Calcu();
//          jieshou();
//      Control(Roll,Pitch,Yaw,Roll_tar,Pitch_tar,Yaw_tar);//4通道 油门+方向
//      time();
      }                 
}

//角度计算
void Angle_Calcu(void)         
{
        float x,y,z;
       
        Accel_x = GetData(ACCEL_XOUT_H); //x轴加速度值暂存
        Accel_y = GetData(ACCEL_YOUT_H); //y轴加速度值暂存
        Accel_z = GetData(ACCEL_ZOUT_H); //z轴加速度值暂存
        Gyro_x  = GetData(GYRO_XOUT_H);  //x轴陀螺仪值暂存
        Gyro_y  = GetData(GYRO_YOUT_H);  //y轴陀螺仪值暂存
        Gyro_z  = GetData(GYRO_ZOUT_H);  //z轴陀螺仪值暂存                                          
        //处理x轴加速度
        if(Accel_x<32764) x=Accel_x/16384;
        else              x=1-(Accel_x-49152)/16384;
        //处理y轴加速度
        if(Accel_y<32764) y=Accel_y/16384;
        else              y=1-(Accel_y-49152)/16384;
        //处理z轴加速度
        if(Accel_z<32764) z=Accel_z/16384;
        else              z=(Accel_z-49152)/16384;
        //用加速度计算三个轴和水平面坐标系之间的夹角
        Angle_x_temp=(atan(y/z))*180/pi;
        Angle_y_temp=(atan(x/z))*180/pi;
        //角度的正负号                                                                                       
        if(Accel_x<32764) Angle_y_temp = +Angle_y_temp;
        if(Accel_x>32764) Angle_y_temp = -Angle_y_temp;
        if(Accel_y<32764) Angle_x_temp = +Angle_x_temp;
        if(Accel_y>32764) Angle_x_temp = -Angle_x_temp;

        //向前运动
        if(Gyro_x<32768) Gyro_x=+(Gyro_x/16.4);//范围为1000deg/s时,换算关系:16.4 LSB/(deg/s)
        //向后运动
        if(Gyro_x>32768) Gyro_x=-(65535-Gyro_x)/16.4;
        //向前运动
        if(Gyro_y<32768) Gyro_y=+(Gyro_y/16.4);//范围为1000deg/s时,换算关系:16.4 LSB/(deg/s)
        //向后运动
        if(Gyro_y>32768) Gyro_y=-(65535-Gyro_y)/16.4;
         Erjielvbox(Angle_x_temp,Gyro_x);
         Erjielvboy(Angle_y_temp,-Gyro_y);
         Erjielvboz(Angle_z_temp,ggz);
         Pitch=-anglex2-1;
         Roll=-angley2+2.2;
         Yaw= anglez2-180;
//     printf("%f,",Yaw);
//         printf("%f,",Roll);
//         printf("%f,\r\n",Pitch);
////         printf("%f,",Yaw);                                                                                                                          
}
void Erjielvbox(float angle_m,float gyro_m)
{
    x1=(angle_m-anglex2)*(1-K2)*(1-K2);
    y1=y1+x1*dt;
    x2=y1+2*(1-K2)*(angle_m-anglex2)+gyro_m;
    anglex2=anglex2+ x2*dt;
}
void Erjielvboy(float angle_m,float gyro_m)
{
    m1=(angle_m-angley2)*(1-K2)*(1-K2);
    n1=n1+m1*dt;
    m2=n1+2*(1-K2)*(angle_m-angley2)+gyro_m;
    angley2=angley2+ m2*dt;
}
void Erjielvboz(float angle_m,float gyro_m)
{
    m1=(angle_m-anglez2)*(1-K2)*(1-K2);
    n1=n1+m1*dt;
    m2=n1+2*(1-K2)*(angle_m-anglez2)+gyro_m;
    anglez2=anglez2+ m2*dt;
}




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