# IMU-Position

**Repository Path**: sspemail/imu-position

## Basic Information

- **Project Name**: IMU-Position
- **Description**: 常用陀螺仪即常用姿态解算算法
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 1
- **Created**: 2026-07-24
- **Last Updated**: 2026-07-24

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

项目名称
=========

这是一个基于 STM32F411 的 IMU 姿态解算演示工程（包含 MPU6050 / GY-85 两类传感器驱动与两种算法实现：
Euler 与 Mahony）。工程使用 HAL + CMake 构建，显示使用 OLED（用于在板上显示 roll/pitch/yaw）。\
本项目主要基于Clion开发，Keil使用方法见减少末尾

主要功能
---------
- 从 I2C 读取加速度计、陀螺仪（以及 GY-85 的磁力计）数据
- 两种姿态解算算法：基于欧拉的互补融合（Euler）与 Mahony 滤波器
- 陀螺零偏自动标定函数
- 在 OLED 上实时显示 roll / pitch / yaw

主控芯片
---------
- MCU: STM32F411CEUx
- I2C 外设: I2C1（在 `mpu6050.ioc` 中配置，`PB6` = SCL，`PB7` = SDA）

仓库中相关关键文件
-------------------
- 传感器与解算总入口：`Core/BSP/sensor.h`、`Core/BSP/sensor.c`
- MPU 系列驱动：`Core/BSP/MPU6050.h`、`Core/BSP/MPU6050.c`
- GY-85 驱动（ADXL345 + ITG3200 + HMC5883L）：`Core/BSP/GY_85.h`、`Core/BSP/GY_85.c`
- 算法：`Core/Algorithms/Euler.c` / `Core/Algorithms/Euler.h`，`Core/Algorithms/Mahony.c` / `Core/Algorithms/Mahony.h`
- 主程序：`Core/Src/main.c`（初始化、定时器启动、OLED 显示与主循环）
- CMake Presets：`CMakePresets.json`（方便使用 `cmake --preset` 构建）

如何切换传感器与算法
---------------------
当前工程通过编译时宏在 `Core/BSP/sensor.h` 中选择要使用的传感器与算法。打开该文件可以看到类似：

```c
// 使用什么传感器
#define MPU6050 0 //mpu6050&mpu500
#define GY85 1    //

// 使用什么算法
#define Euler 0
#define Mahony 1
```

编译时切换方法（推荐）：
- 如果想使用 MPU6050：在 `sensor.h` 中将 `#define MPU6050 1`、`#define GY85 0`。
- 如果想使用 GY-85：将 `#define GY85 1`、`#define MPU6050 0`。
- 切换算法：把 `Euler` 或 `Mahony` 对应宏设为 `1`，另一个设为 `0`。

例：使用 MPU6050 且运行 Mahony：

```c
#define MPU6050 1
#define GY85 0
#define Euler 0
#define Mahony 1
```

实现细节说明：
- 传感器读取逻辑位于 `Core/BSP/sensor.c` 的 `IMU_ReadData()`，根据宏选择调用 `GY85_ReadData()` 或 `MPU6500_GetData()`。
- 姿态更新在 `IMU_update()` 中按宏选择调用 `Euler_update()` 或 `Mahony_update()`。
- `IMU_update()` 在 `TIM9` 的周期中断（在 `sensor.c` 的 `HAL_TIM_PeriodElapsedCallback`）被调用（代码中假设周期 10 ms，即 100 Hz）。
- 陀螺标定通过 `IMU_calibration()` 执行，源码中默认会调用 `*_CalibrateGyroOffset(100, 5)`（采样 100 次，间隔 5 ms）。

如何在运行时切换（建议）
-------------------------
目前切换由宏控制（编译时）。如果需要在运行时选择传感器或算法，可以做如下修改：
- 在 `sensor.h` 中添加运行时变量，例如 `extern uint8_t use_sensor; extern uint8_t use_algo;`。
- 在 `sensor.c` 中把 `#if GY85` / `#if MPU6050` 改为运行时判断 `if (use_sensor == SENSOR_GY85) { ... } else { ... }`。
- 同理将算法选择由 `#if Euler` / `#if Mahony` 改成 `if (use_algo == ALGO_MAHONY) ...`。

接线说明（传感器 ↔ STM32F411）
--------------------------------
本工程使用 I2C1（从 `mpu6050.ioc` 可见）并将 I2C1 的引脚配置为：

- STM32F411 PB6 (I2C1_SCL)  -> SCL
- STM32F411 PB7 (I2C1_SDA)  -> SDA
- STM32F411 3.3V           -> VCC (传感器 VCC 3.3V)
- STM32F411 GND            -> GND

注意：请确保传感器电源为 3.3V，避免直接用 5V 给传感器或 MCU 引脚供电。

GY-85 模块（板载 ADXL345、ITG3200、HMC5883L）地址（源码中以 8-bit 左移表示）：
- ADXL345 (accel) 7-bit: 0x53 -> 8-bit (<<1) = 0xA6 (在代码中为 `GY85_ACCEL_ADDR`)
- ITG3200 (gyro)  7-bit: 0x68 -> 8-bit = 0xD0 (在代码中为 `GY85_GYRO_ADDR`)
- HMC5883L (mag)  7-bit: 0x1E -> 8-bit = 0x3C (在代码中为 `GY85_MAG_ADDR`)

MPU6500(MPU6050 兼容) 地址：源码中以 8-bit 地址 `0xD0` 作为 I2C 操作地址（7-bit 地址为 0x68）。



（请根据你的编程器/固件烧录工具调整命令）

运行时注意事项与调试
-------------------
- 程序中定时器 TIM9 用于周期性调用 `IMU_update()`（样例假设 10ms）。如果修改定时器频率，相应地调整 `IMU_update()` 中的 dt（当前源码中写死为 0.01f）。
- 若显示异常，请先检查 I2C 总线硬件连接（SCL/SDA 与上拉电阻）和传感器电源。
- 在 `Core/BSP/MPU6050.c` 可看到当前加速度计/陀螺计的配置（如量程：ACCEL_CONFIG、GYRO_CONFIG）。若需修改量程请调整相应寄存器写入值并同步 `GetData` 中的缩放系数。

常见修改点提示
----------------
- 想把算法切换为运行时选择：修改 `sensor.c`，增加全局选择变量并用 `if` 替代 `#if` 条件编译。
- 想增加新的传感器：实现与 `IMU_Data_t` 结构兼容的读取函数，并在 `IMU_ReadData()` 中添加选择逻辑。
# Keil使用方法
- 打开mpu6050.ioc 选择Keil并生成代码
- 将BSP和Algorithms里面的代码加入到工程中