# IMU

**Repository Path**: GKoSon/imu

## Basic Information

- **Project Name**: IMU
- **Description**: STM32F103C8T6小板+淘宝LSM6DS3TR-C + QMC5883P
- **Primary Language**: C
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-05-20
- **Last Updated**: 2026-05-22

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# IMU惯性测量单元驱动程序

本项目是基于STM32F103C8T6微控制器的惯性测量单元(IMU)驱动程序，支持LSM6DS3TR六轴传感器(加速度计+陀螺仪)和QMC5883P三轴磁力计，可实现姿态角(Roll/Pitch/Yaw)的解算。

## 硬件连接

| 模块 | 接口 | 引脚 |
|-----|------|------|
| LSM6DS3TR | SPI1 | SCK:PA5, MISO:PA6, MOSI:PA7, CS:PA4 |
| QMC5883P | I2C1 | SCL:PB6, SDA:PB7 |
| 调试输出 | USART1 | TX:PA9 , RX:PA10 |

![1779253760158](images/README/1779253760158.png)

## 支持的传感器

- **LSM6DS3TR**: STMicroelectronics 6轴IMU传感器(3轴加速度计+3轴陀螺仪)
- **QMC5883P**: QMC5883P三轴磁力计

## 核心功能

### 1. 传感器驱动

- `dev_lsm6ds3tr.c`: LSM6DS3TR SPI接口驱动
- `dev_qmc5883p.c`: QMC5883P I2C接口驱动

### 2. 姿态解算

- 使用Mahony算法融合加速度计和陀螺仪数据
- 磁力计数据用于航向角(Yaw)校正
- 输出Roll(横滚)、Pitch(俯仰)、Yaw(航向)角度
- 参考:https://differ-tech.pages.dev/df-open-class-inertial-mecanum-car-control/assets/pages/lesson7-imu-attitude.html

### 3. 数据输出

- 支持匿名助手协议数据回传
- 0x01: 加速度计/陀螺仪原始数据
- 0x02: 磁力计数据
- 0x03: 姿态角数据

## API说明

### 初始化函数

```c
// 初始化LSM6DS3TR
void lsm6ds3tr_c_fifo_init(void);

// 初始化QMC5883P
void app_qmc5883p_init(void);
```

### 数据更新

```c
// 更新姿态角
void UpdateAttitude(ICM20602_Data_TypeDef raw, float mag[3], ICM20602_Attitude_TypeDef *angle);
```

### 姿态数据类型

```c
typedef struct {
    float Roll;   // 横滚角
    float Pitch; // 俯仰角
    float Yaw;   // 航向角
} ICM20602_Attitude_TypeDef;
```

## 使用示例

### 1. 初始化传感器

```c
// 在main函数中调用
app_qmc5883p_init();  // 初始化磁力计
// LSM6DS3TR在中断处理中初始化
```

### 2. 获取姿态数据

```c
ICM20602_Attitude_TypeDef angle;

// 在定时器中断或主循环中调用
UpdateAttitude(rawAccelGyro, magData, &angle);

// angle.Roll - 横滚角
// angle.Pitch - 俯仰角  
// angle.Yaw - 航向角
```

### 3. 数据回传

```c
// 回传加速度计/陀螺仪数据
show_out_0x01(accel[3], gyro[3]);

// 回传磁力计数据
show_out_0x02(magX, magY, magZ, temp, status);

// 回传姿态角
show_out_0x03(roll, pitch, yaw);
```

## 配置参数

在`imu.h`中可以修改以下参数：

| 参数 | 说明 | 默认值 |
|-----|------|-------|
| Kp | 比例增益 | 0.5f |
| Ki | 积分增益 | 0.001f |
| IMU_ODR | 数据输出率 | 100Hz |
| halfT | 半采样周期 | 0.5f/DT |

## Dependencies

- STM32F1xx HAL库
- CMSIS DSP库(用于数据处理)

## 注意事项

1. 确保LSM6DS3TR的SPI通信正常，检查CS片选信号
2. QMC5883P使用I2C地址0x0D
3. 首次使用时建议进行磁力计校准
4. 姿态解算需要合理的采样周期，建议使用定时器中断

## 协议格式

### 0x01 - 传感器原始数据

- 帧头: 0xAA 0xAF 0x01 长度
- 数据: AccX, AccY, AccZ, GyrX, GyrY, GyrZ
- 校验和

### 0x02 - 磁力计数据

- 帧头: 0xAA 0xAF 0x02 长度
- 数据: MagX, MagY, MagZ, Temp, Status
- 校验和

### 0x03 - 姿态角数据

- 帧头: 0xAA 0xAF 0x03 长度
- 数据: Roll, Pitch, Yaw
- 校验和

## 技术细节-SPI

本项目SPI1 + IIC1都是MX直接配置的 没有任何手动修改 感觉很easy 
但是当移植其他MCU就非常需要搞懂这些基础细节


>软件:代码回到第二次提交  专注于SPI的第一次通信

读ID 本质是MCU发8F FF MCU收FF 6A

>硬件:逻辑分析仪接4根线看波形

![1779331723041](images/README/1779331723041.png)

逻辑分析仪上位机配置也是和代码完全对应的 方便自动解码
并且需要注意接GND 否则2M 8M还好到18M就暴露问题了


![1779331907550](images/README/1779331907550.png)




SPI基础知识 https://mp.weixin.qq.com/s/zS2Xosf8hTyBEiNj0RcVMg


STM32编码风格:**发一个再收一个**

```
static int32_t platform_read(void *handle, uint8_t reg, uint8_t *bufp, uint16_t len){
	reg |= 0x80;
	HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_GPIO_Port, SPI_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_SPI_Transmit(handle, &reg, 1, 1000);
	HAL_SPI_Receive(handle, bufp, len, 1000);
	HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_GPIO_Port, SPI_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
	return 0;
}
```

效果图如下
![1779334176647](images/README/1779334176647.png)



STM32编码风格:(我更推荐)**发两个收两个**

```
static int32_t platform_read(void *handle, uint8_t reg, uint8_t *bufp, uint16_t len){
	uint8_t tx[2]={0X8F,0XFF};
	uint8_t rx[2]={0};
	HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_GPIO_Port, SPI_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_SPI_TransmitReceive(handle, tx, rx,2, 1000);
	HAL_GPIO_WritePin(SPI_CS_GPIO_Port, SPI_CS_Pin, GPIO_PIN_SET);
	return 0;
}
```

效果图如下
![1779334265992](images/README/1779334265992.png)





结论:后者更体现全双工的特点 更好理解！SPI是全双工 发一个必定会收一个的！

额外说明 CLK波形 鼠标放在上面 上位机右上角展示的就是SPI的速率 都是18M 
(芯片手册是保证10M的 这里太猛了 成功了嘛)
![1779334397489](images/README/1779334397489.png)



新唐MCU测试 2M的SPI  源码:官方U32

![1779334453900](images/README/1779334453900.png)

搞个视频和文章一起 搞懂4个模式 软件对比  分析仪设置对比




新唐MCU继续测试 修改U8 不要U32  (可以配置SPI寄存器位宽的)测试 也好！！
![1779334496659](images/README/1779334496659.png)