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[APM32F4] APM32F411V Tiny Board测评】-6-基于压力播磨传感器和mpu6050的振动马达驱动

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 楼主| chenqiguang1998 发表于 2024-5-31 00:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
tiny, board, TI, MPU6050, MPU
本帖最后由 chenqiguang1998 于 2024-6-3 11:17 编辑


引脚配置，具体配置如下：
  • MPU6050：I2C1_SDA（PB7），I2C1_SCL（PB6）
  • 压力薄膜传感器：ADC1_IN1（PA1）
  • 振动马达：PWM1_CH1（PB4）
  • OLED：I2C2_SDA（PB3），I2C2_SCL（PB10）
  • 按键：KEY1（PA0），KEY2（PA1）

GPIO初始化
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  1. 

  2. void MX_GPIO_Init(void) 
    

  3. {
    

  4.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    


  5. 

  6.     // Enable GPIO Clocks
    

  7.     __DAL_RCM_GPIOA_CLK_ENABLE();
    

  8.     __DAL_RCM_GPIOB_CLK_ENABLE();
    

  9.     __DAL_RCM_GPIOE_CLK_ENABLE();
    


  10. 

  11.     // Configure GPIO pins for buttons (PA0, PA1)
    

  12.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
    

  13.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
    

  14.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    

  15.     DAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    


  16. 

  17.     // Configure GPIO pin for PWM (PB4)
    

  18.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4;
    

  19.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    

  20.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    

  21.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    

  22.     GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TMR1;
    

  23.     DAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    


  24. 

  25.     // EXTI interrupt init
    

  26.     DAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 2, 0);
    

  27.     DAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
    


  28. 

  29.     DAL_NVIC_SetPriority(EXTI1_IRQn, 2, 0);
    

  30.     DAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);
    

  31. }


I2C初始化部分

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  1. I2C_HandleTypeDef hi2c1;
    

  2. I2C_HandleTypeDef hi2c2;
    


  3. 

  4. void MX_I2C1_Init(void) {
    

  5.     hi2c1.Instance = I2C1;
    

  6.     hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;
    

  7.     hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
    

  8.     hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
    

  9.     hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    

  10.     hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    

  11.     hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
    

  12.     hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    

  13.     hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
    

  14.     DAL_I2C_Init(&hi2c1);
    

  15. }
    


  16. 

  17. void MX_I2C2_Init(void) {
    

  18.     hi2c2.Instance = I2C2;
    

  19.     hi2c2.Init.ClockSpeed = 100000;
    

  20.     hi2c2.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
    

  21.     hi2c2.Init.OwnAddress1 = 0;
    

  22.     hi2c2.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    

  23.     hi2c2.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    

  24.     hi2c2.Init.OwnAddress2 = 0;
    

  25.     hi2c2.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    

  26.     hi2c2.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
    

  27.     DAL_I2C_Init(&hi2c2);
    

  28. }



ADC 初始化和功能设置

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  1. 

  2. ADC_HandleTypeDef hadc1;
    


  3. 

  4. void MX_ADC1_Init(void) {
    

  5.     ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
    


  6. 

  7.     hadc1.Instance = ADC1;
    

  8.     hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;
    

  9.     hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    

  10.     hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    

  11.     hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    

  12.     hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    

  13.     hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    

  14.     DAL_ADC_Init(&hadc1);
    


  15. 

  16.     sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
    

  17.     sConfig.Rank = 1U;
    

  18.     sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;
    

  19.     DAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
    

  20. }
    


  21. 

  22. u16 Get_Adc(ADC_HandleTypeDef *hadc1)
    

  23. {    
    

  24.     while(!__DAL_ADC_GET_FLAG(&hadc1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
    

  25.     return DAL_ADC_GetValue(&hadc1); //返回最近一次ADC1规则组的转换结果
    

  26. }
    


  27. 

  28. u16 Get_Adc_Average(ADC_HandleTypeDef *hadc1, u8 times) {
    

  29.     u32 temp_sum = 0;
    

  30.     u16 adc_value;
    

  31.     u8 t;
    

  32.     for(t = 0; t < times; t++) {
    

  33.         adc_value = Get_Adc(hadc1); 
    

  34.         temp_sum += adc_value;
    

  35.         DAL_Delay(5); 
    

  36.     }
    

  37.     return (times > 1) ? (u16)(temp_sum / times) : adc_value;
    

  38. }


PWM 初始化和功能设置

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  1. 

  2. TMR_HandleTypeDef hTMR1;
    


  3. 

  4. void MX_TMR1_Init(void) {
    

  5.     TMR_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
    


  6. 

  7.     hTMR1.Instance = TMR1;
    

  8.     hTMR1.Init.Prescaler = 0;
    

  9.     hTMR1.Init.CounterMode = TMR_COUNTERMODE_UP;
    

  10.     hTMR1.Init.Period = 255;
    

  11.     hTMR1.Init.ClockDivision = TMR_CLOCKDIVISION_DIV1;
    

  12.     hTMR1.Init.RepetitionCounter = 0;
    

  13.     if (DAL_TMR_PWM_Init(&hTMR1) != DAL_OK) {
    

  14.         DAL_ErrorHandler();
    

  15.     }
    


  16. 

  17.     sConfigOC.OCMode = TMR_OCMODE_PWM1;
    

  18.     sConfigOC.Pulse = 0;
    

  19.     sConfigOC.OCPolarity = TMR_OCPOLARITY_HIGH;
    

  20.     sConfigOC.OCFastMode = TMR_OCFAST_DISABLE;
    

  21.     if (DAL_TMR_PWM_ConfigChannel(&hTMR1, &sConfigOC, TMR_CHANNEL_1) != DAL_OK) {
    

  22.         DAL_ErrorHandler();
    

  23.     }
    


  24. 

  25.     DAL_TMR_PWM_MspInit(&hTMR1);
    

  26. }
    


  27. 

  28. // 设置 PWM 占空比和频率的函数
    

  29. void setPWM(uint32_t dutyCycle, uint32_t frequency) {
    

  30.     uint32_t period = DAL_RCC_GetHCLKFreq() / frequency;
    

  31.     __DAL_TMR_SET_AUTORELOAD(&hTMRx, period);
    

  32.     __DAL_TMR_SET_COMPARE(&hTMRx, TMR_CHANNEL_x, dutyCycle);
    

  33.     __DAL_TMR_ENABLE(&hTMRx);
    

  34. }
    


  35. 

  36. // 5. UART Initialization
    


  37. 


  38. 

  39. UART_HandleTypeDef huart1;
    


  40. 

  41. void MX_USART1_UART_Init(void) {
    

  42.     huart1.Instance = USART1;
    

  43.     huart1.Init.BaudRate = 115200;
    

  44.     huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    

  45.     huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    

  46.     huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    

  47.     huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    

  48.     huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    

  49.     huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    

  50.     DAL_UART_Init(&huart1);
    

  51. }


马达控制功能函数

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  1. // PWM 参数设置函数
    

  2. void set_soft_mode_params(void) {
    

  3.     setPWM(50, 1000);  // 设置占空比为 50%，频率为 1000Hz
    

  4. }
    


  5. 

  6. void set_normal_mode_params(void) {
    

  7.     setPWM(80, 1500);  // 设置占空比为 80%，频率为 1500Hz
    

  8. }
    


  9. 

  10. void set_strong_mode_params(void) {
    

  11.     setPWM(100, 2000);  // 设置占空比为 100%，频率为 2000Hz
    

  12. }
    


  13. 

  14. // 渐进模式启动函数
    

  15. void start_progressive_mode() {
    

  16.     uint32_t step = 10;  // 渐进模式的步长
    

  17.     uint32_t currentDutyCycle = 0;  // 渐进模式的当前占空比
    


  18. 

  19.     while (currentDutyCycle <= 100) {  // 渐进模式持续到占空比达到 100%
    

  20.         setPWM(currentDutyCycle, 1000);  // 设置当前占空比和频率
    

  21.         currentDutyCycle += step;  // 增加占空比
    

  22.         DAL_Delay(100); 
    

  23.     }
    

  24. }


传感器基于模式启动函数

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  1. void start_sensor_based_mode() {
    

  2. process_sensor_data_and_set_motor_strength();
    

  3.         DAL_Delay(100); 
    

  4.     }
    

  5. }
    


  6. 

  7. void set_stop_mode_params(void) {
    

  8.     setPWM(100, 2000);  // 设置占空比为 100%，频率为 2000Hz
    

  9. }


Button 检测功能

按键有按键一，按键二，分别是pa0 pa1,按下按键1时候菜单选中项向上一个，按下按键2时候，菜单选中项向下一个，两个同时按下一下为选中，并启动相应功能，
短时间按下两次为返回上级菜单，如果没有上级菜单则停止功能，同时按下两秒，则停止并停留在当前选项。菜单分为功能菜单和测试菜单，
功能菜单分为轻柔、普通、强力三种模式来驱动振动马达，测试菜单分为强弱渐进和依靠MPU6050和薄膜压力传感器读数为权重来计算强度；
功能菜单设置振动马达的力度基数，测试菜单来确定变化逻辑

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  1. // 全局变量声明
    

  2. volatile uint32_t button1_press_tick = 0;
    

  3. volatile uint32_t button2_press_tick = 0;
    

  4. volatile uint8_t button1_pressed = 0;
    

  5. volatile uint8_t button2_pressed = 0;
    

  6. volatile uint8_t button1_double_click = 0;
    

  7. volatile uint8_t button2_double_click = 0;
    

  8. volatile uint8_t buttons_held = 0;
    


  9. 

  10. // 定义菜单选项
    

  11. typedef enum {
    

  12.     MENU_FUNCTION,
    

  13.     MENU_TEST,
    

  14.     MENU_FUNCTION_SOFT,
    

  15.     MENU_FUNCTION_NORMAL,
    

  16.     MENU_FUNCTION_STRONG,
    

  17.     MENU_TEST_PROGRESSIVE,
    

  18.     MENU_TEST_SENSOR_BASED
    

  19. } Menu;
    


  20. 

  21. Menu current_menu = MENU_FUNCTION;
    

  22. Menu previous_menu = MENU_FUNCTION_SOFT;
    


  23. 

  24. // GPIO中断回调函数
    

  25. void DAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
    

  26.     uint32_t current_tick = DAL_GetTick();
    


  27. 

  28.     if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_0) {
    

  29.         if (current_tick - button1_press_tick < 250) {
    

  30.             button1_double_click = 1;
    

  31.         }
    

  32.         button1_press_tick = current_tick;
    

  33.         button1_pressed = 1;
    

  34.     } else if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_1) {
    

  35.         if (current_tick - button2_press_tick < 250) {
    

  36.             button2_double_click = 1;
    

  37.         }
    

  38.         button2_press_tick = current_tick;
    

  39.         button2_pressed = 1;
    

  40.     }
    

  41. }
    


  42. 

  43. // 检查按钮保持状态
    

  44. void check_button_hold(void) {
    

  45.     uint32_t current_tick = DAL_GetTick();
    


  46. 

  47.     if ((DAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET) &&
    

  48.         (DAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_SET)) {
    

  49.         if (current_tick - button1_press_tick >= 2000) {
    

  50.             buttons_held = 1;
    

  51.         }
    

  52.     } else {
    

  53.         button1_press_tick = current_tick;
    

  54.         button2_press_tick = current_tick;
    

  55.         buttons_held = 0;
    

  56.     }
    

  57. }
    


  58. 

  59. // 处理按钮按下事件
    

  60. void handle_button_press(void) {
    

  61.     if (buttons_held) {
    

  62.         // 两个按键同时按下并保持两秒，则停止并停留在当前选项
    

  63.         set_stop_mode_params();// 实现停止功能的逻辑
    

  64.         buttons_held = 0;
    

  65.     } else if (button1_double_click || button2_double_click) {
    

  66.         // 短时间内双击按钮，返回上一级菜单或停止功能
    

  67.         if (current_menu == MENU_FUNCTION || current_menu == MENU_TEST) {
    

  68.             // 如果是主菜单，则停止功能
    

  69.             set_stop_mode_params();// 实现停止功能的逻辑
    

  70.         } else {
    

  71.             // 返回上一级菜单
    

  72.             current_menu = previous_menu;
    

  73.             display_menu(current_menu);
    

  74.         }
    

  75.         button1_double_click = 0;
    

  76.         button2_double_click = 0;
    

  77.     } else if (button1_pressed) {
    

  78.         // 按键1按下，菜单项向上移动
    

  79.         navigate_menu(-1);
    

  80.         button1_pressed = 0;
    

  81.     } else if (button2_pressed) {
    

  82.         // 按键2按下，菜单项向下移动
    

  83.         navigate_menu(1);
    

  84.         button2_pressed = 0;
    

  85.     } else if (button1_pressed && button2_pressed) {
    

  86.         // 两个按键同时按下，选中当前菜单项并启动相应功能
    

  87.         execute_current_menu_function();
    

  88.         button1_pressed = 0;
    

  89.         button2_pressed = 0;
    

  90.     }
    

  91. }
    

  92. // 菜单导航函数
    

  93. void navigate_menu(int direction) {
    

  94.     previous_menu = current_menu;
    


  95. 

  96.     switch (current_menu) {
    

  97.         case MENU_FUNCTION:
    

  98.             current_menu = (direction > 0) ? MENU_TEST : MENU_TEST;
    

  99.             break;
    

  100.         case MENU_TEST:
    

  101.             current_menu = (direction > 0) ? MENU_FUNCTION_SOFT : MENU_FUNCTION;
    

  102.             break;
    

  103.         case MENU_FUNCTION_SOFT:
    

  104.             current_menu = (direction > 0) ? MENU_FUNCTION_NORMAL : MENU_FUNCTION_STRONG;
    

  105.             break;
    

  106.         case MENU_FUNCTION_NORMAL:
    

  107.             current_menu = (direction > 0) ? MENU_FUNCTION_STRONG : MENU_FUNCTION_SOFT;
    

  108.             break;
    

  109.         case MENU_FUNCTION_STRONG:
    

  110.             current_menu = (direction > 0) ? MENU_TEST_PROGRESSIVE : MENU_FUNCTION_NORMAL;
    

  111.             break;
    

  112.         case MENU_TEST_PROGRESSIVE:
    

  113.             current_menu = (direction > 0) ? MENU_TEST_SENSOR_BASED : MENU_FUNCTION_STRONG;
    

  114.             break;
    

  115.         case MENU_TEST_SENSOR_BASED:
    

  116.             current_menu = (direction > 0) ? MENU_FUNCTION : MENU_TEST_PROGRESSIVE;
    

  117.             break;
    

  118.     }
    

  119.     display_menu(current_menu);
    

  120. }
    


  121. 

  122. // 执行当前菜单功能
    

  123. void execute_current_menu_function(void) {
    

  124.     switch (current_menu) {
    

  125.         case MENU_FUNCTION_SOFT:
    

  126.             set_soft_mode_params();
    

  127.             break;
    

  128.         case MENU_FUNCTION_NORMAL:
    

  129.             set_normal_mode_params();
    

  130.             break;
    

  131.         case MENU_FUNCTION_STRONG:
    

  132.             set_strong_mode_params();
    

  133.             break;
    

  134.         case MENU_TEST_PROGRESSIVE:
    

  135.             start_progressive_mode();
    

  136.             break;
    

  137.         case MENU_TEST_SENSOR_BASED:
    

  138.             start_sensor_based_mode();
    

  139.             break;
    

  140.         default:
    

  141.             break;
    

  142.     }
    

  143. }


OLED 显示功能

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  1. typedef enum {
    

  2.     MENU_FUNCTION,
    

  3.     MENU_TEST,
    

  4.     MENU_FUNCTION_SOFT,
    

  5.     MENU_FUNCTION_NORMAL,
    

  6.     MENU_FUNCTION_STRONG,
    

  7.     MENU_TEST_PROGRESSIVE,
    

  8.     MENU_TEST_SENSOR_BASED
    

  9. } Menu;
    


  10. 

  11. Menu current_menu = MENU_FUNCTION;
    

  12. Menu previous_menu = MENU_FUNCTION_SOFT;
    


  13. 

  14. void display_menu(Menu menu) {
    

  15.     ssd1306_Fill(SSD1306_COLOR_BLACK);
    

  16.     ssd1306_SetCursor(0, 0);
    

  17.     ssd1306_WriteString("Menu:", SSD1306_FONT_6X8, SSD1306_COLOR_WHITE);
    

  18.     ssd1306_SetCursor(0, 16);
    


  19. 

  20.     switch (menu) {
    

  21.         case MENU_FUNCTION:
    

  22.             ssd1306_WriteString("Function Menu", SSD1306_FONT_6X8, SSD1306_COLOR_WHITE);
    

  23.             break;
    

  24.         case MENU_TEST:
    

  25.             ssd1306_WriteString("Test Menu", SSD1306_FONT_6X8, SSD1306_COLOR_WHITE);
    

  26.             break;
    

  27.         case MENU_FUNCTION_SOFT:
    

  28.             ssd1306_WriteString("Soft Function", SSD1306_FONT_6X8, SSD1306_COLOR_WHITE);
    

  29.             break;
    

  30.         case MENU_FUNCTION_NORMAL:
    

  31.             ssd1306_WriteString("Normal Function", SSD1306_FONT_6X8, SSD1306_COLOR_WHITE);
    

  32.             break;
    

  33.         case MENU_FUNCTION_STRONG:
    

  34.             ssd1306_WriteString("Strong Function", SSD1306_FONT_6X8, SSD1306_COLOR_WHITE);
    

  35.             break;
    

  36.         case MENU_TEST_PROGRESSIVE:
    

  37.             ssd1306_WriteString("Progressive Test", SSD1306_FONT_6X8, SSD1306_COLOR_WHITE);
    

  38.             break;
    

  39.         case MENU_TEST_SENSOR_BASED:
    

  40.             ssd1306_WriteString("Sensor-Based Test", SSD1306_FONT_6X8, SSD1306_COLOR_WHITE);
    

  41.             break;
    

  42.     }
    

  43.     ssd1306_UpdateScreen();
    

  44. }
    


  45. 

  46. void handle_buttons(void) {
    

  47.     if (button1_pressed) {
    

  48.         button1_pressed = 0;
    

  49.         if (buttons_held) {
    

  50.             current_menu = MENU_FUNCTION;
    

  51.         } else {
    

  52.             switch (current_menu) {
    

  53.                 case MENU_FUNCTION:
    

  54.                     current_menu = previous_menu;
    

  55.                     break;
    

  56.                 case MENU_TEST:
    

  57.                     current_menu = previous_menu;
    

  58.                     break;
    

  59.                 default:
    

  60.                     previous_menu = current_menu;
    

  61.                     current_menu = MENU_FUNCTION;
    

  62.                     break;
    

  63.             }
    

  64.         }
    

  65.     }
    


  66. 

  67.     if (button2_pressed) {
    

  68.         button2_pressed = 0;
    

  69.         switch (current_menu) {
    

  70.             case MENU_FUNCTION:
    

  71.                 current_menu = MENU_TEST;
    

  72.                 break;
    

  73.             case MENU_TEST:
    

  74.                 current_menu = MENU_FUNCTION_SOFT;
    

  75.                 break;
    

  76.             case MENU_FUNCTION_SOFT:
    

  77.                 current_menu = MENU_FUNCTION_NORMAL;
    

  78.                 break;
    

  79.             case MENU_FUNCTION_NORMAL:
    

  80.                 current_menu = MENU_FUNCTION_STRONG;
    

  81.                 break;
    

  82.             case MENU_FUNCTION_STRONG:
    

  83.                 current_menu = MENU_TEST_PROGRESSIVE;
    

  84.                 break;
    

  85.             case MENU_TEST_PROGRESSIVE:
    

  86.                 current_menu = MENU_TEST_SENSOR_BASED;
    

  87.                 break;
    

  88.             case MENU_TEST_SENSOR_BASED:
    

  89.                 current_menu = MENU_FUNCTION;
    

  90.                 break;
    

  91.         }
    

  92.     }
    

  93.     display_menu(current_menu);
    

  94. }

mpu6050陀螺仪初始化和数据读取功能
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  1. #include <math.h>
    


  2. 

  3. <div style="color: #cccccc;background-color: #1f1f1f;font-family: 'Droid Sans Mono', 'monospace', monospace;font-weight: normal;font-size: 14px;line-height: 19px;white-space: pre;"><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_ADDR</span><span style="color: #569cd6;">    </span><span style="color: #b5cea8;">0x68</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_REG_PWR_MGMT_1</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x6B</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_REG_SMPLRT_DIV</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x19</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_REG_CONFIG</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x1A</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_REG_GYRO_CONFIG</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x1B</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_REG_ACCEL_CONFIG</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x1</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_REG_ACCEL_XOUT_H</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x3B</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_ACCEL_XOUT_L</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x3</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_ACCEL_YOUT_H</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x3D</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_ACCEL_YOUT_L</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x3E</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_ACCEL_ZOUT_H</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x3F</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_ACCEL_ZOUT_L</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x40</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_TEMP_OUT_H</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x41</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_TEMP_OUT_L</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x42</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_GYRO_XOUT_H</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x43</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_GYRO_XOUT_L</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x44</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_GYRO_YOUT_H</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x45</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_GYRO_YOUT_L</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x46</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_GYRO_ZOUT_H</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x47</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_GYRO_ZOUT_L</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x48</span></div><div><span style="color: #c586c0;">#define</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #569cd6;">MPU6050_WHO_AM_I</span><span style="color: #569cd6;"> </span><span style="color: #b5cea8;">0x75</span></div></div>
    


  4. 

  5. void MPU6050_Init(void) {
    

  6.     uint8_t check;
    

  7.     uint8_t Data;
    


  8. 

  9.     // 检查设备ID
    

  10.     DAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, MPU6050_ADDR, 0x75, 1, &check, 1, 1000);
    

  11.     if (check == 0x68) {
    

  12.         // 唤醒MPU6050
    

  13.         Data = 0;
    

  14.         DAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, MPU6050_ADDR, MPU6050_REG_PWR_MGMT_1, 1, &Data, 1, 1000);
    


  15. 

  16.         // 设置采样率
    

  17.         Data = 7;
    

  18.         DAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, MPU6050_ADDR, MPU6050_REG_SMPLRT_DIV, 1, &Data, 1, 1000);
    


  19. 

  20.         // 设置加速度计和陀螺仪
    

  21.         Data = 0;
    

  22.         DAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, MPU6050_ADDR, MPU6050_REG_ACCEL_CONFIG, 1, &Data, 1, 1000);
    

  23.         DAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, MPU6050_ADDR, MPU6050_REG_GYRO_CONFIG, 1, &Data, 1, 1000);
    

  24.     }
    

  25. }
    


  26. 

  27. void MPU6050_Read_Accel(float* Ax, float* Ay, float* Az) {
    

  28.     uint8_t Rec_Data[6];
    

  29.     int16_t Accel_X_RAW, Accel_Y_RAW, Accel_Z_RAW;
    


  30. 

  31.     // 读取加速度计数据
    

  32.     DAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, MPU6050_ADDR, MPU6050_REG_ACCEL_XOUT_H, 1, Rec_Data, 6, 1000);
    


  33. 

  34.     Accel_X_RAW = (int16_t)(Rec_Data[0] << 8 | Rec_Data[1]);
    

  35.     Accel_Y_RAW = (int16_t)(Rec_Data[2] << 8 | Rec_Data[3]);
    

  36.     Accel_Z_RAW = (int16_t)(Rec_Data[4] << 8 | Rec_Data[5]);
    


  37. 

  38.     *Ax = Accel_X_RAW / 16384.0;
    

  39.     *Ay = Accel_Y_RAW / 16384.0;
    

  40.     *Az = Accel_Z_RAW / 16384.0;
    

  41. }
    


  42. 

  43. void MPU6050_Read_Gyro(float* Gx, float* Gy, float* Gz) {
    

  44.     uint8_t Rec_Data[6];
    

  45.     int16_t Gyro_X_RAW, Gyro_Y_RAW, Gyro_Z_RAW;
    


  46. 

  47.     // 读取陀螺仪数据
    

  48.     DAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, MPU6050_ADDR, MPU6050_REG_GYRO_XOUT_H, 1, Rec_Data, 6, 1000);
    


  49. 

  50.     Gyro_X_RAW = (int16_t)(Rec_Data[0] << 8 | Rec_Data[1]);
    

  51.     Gyro_Y_RAW = (int16_t)(Rec_Data[2] << 8 | Rec_Data[3]);
    

  52.     Gyro_Z_RAW = (int16_t)(Rec_Data[4] << 8 | Rec_Data[5]);
    


  53. 

  54.     *Gx = Gyro_X_RAW / 131.0;
    

  55.     *Gy = Gyro_Y_RAW / 131.0;
    

  56.     *Gz = Gyro_Z_RAW / 131.0;
    

  57. }
    


  58. 

  59. // 计算倾角
    

  60. void calculate_tilt(float Ax, float Ay, float Az, float* roll, float* pitch) {
    

  61.     *roll = atan2(Ay, Az) * 180.0 / M_PI;
    

  62.     *pitch = atan2(-Ax, sqrt(Ay * Ay + Az * Az)) * 180.0 / M_PI;
    

  63. }



压力薄膜传感器初始化和读数函数



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  1. #define PRESS_MIN    20
    

  2. #define PRESS_MAX    6000
    

  3. #define VOLTAGE_MIN  150
    

  4. #define VOLTAGE_MAX  3300
    


  5. 

  6. uint8_t state = 0;
    

  7. uint16_t val = 0;
    

  8. uint16_t value_AD = 0;
    


  9. 

  10. long PRESS_AO = 0;
    

  11. int VOLTAGE_AO = 0;
    


  12. 

  13. long map(long x, long in_min, long in_max, long out_min, long out_max) {
    

  14.     return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
    

  15. }
    


  16. 

  17. float readPressureSensor() {
    

  18.     uint16_t value_AD = 0;
    

  19.     uint16_t voltage_AO = 0;
    

  20.    float pressure_AO = 0;
    


  21. 

  22.     value_AD = Get_Adc_Average(1, 10);  // 10次平均值
    

  23.     voltage_AO = map(value_AD, 0, 4095, 0, 3300);
    


  24. 

  25.     if (voltage_AO < VOLTAGE_MIN) {
    

  26.         pressure_AO = 0;
    

  27.     } else if (voltage_AO > VOLTAGE_MAX) {
    

  28.         pressure_AO = PRESS_MAX;
    

  29.     } else {
    

  30.         pressure_AO = map(voltage_AO, VOLTAGE_MIN, VOLTAGE_MAX, PRESS_MIN, PRESS_MAX);
    

  31.     }
    


  32. 

  33.     return pressure_AO;
    

  34. }


权重公式部分


通过压力的传感器和陀螺仪来自动选择振动的模式，
在原有的强力、普通、轻柔的基础上进行加强或者减弱，
比如压力传感器感受的压力增大就增加强度，直到到达上限制，比如陀螺仪感受到的角度变
化判断在脸部薄弱位置就减轻强度，陀螺仪的优先级高于压力传感器，如果在薄弱位置，
强度上限会减小，并且适当减小当前强度，如果在下颌、额头等位置就会适当增加当前强度，
通过一个权重公式，通过接收到的mpu6050的数据和压力传感器数据，并来确定当下的强度


//     压力传感器权重：PP
//     角度权重：AA
//     总强度权重：WW
//     振动强度：SS

// 权重公式逻辑

//     设定陀螺仪感应到的面部区域：例如，面部薄弱区域（脸颊）与强度较高区域（下颌、额头）。
//     陀螺仪感应到的角度范围与区域映射：
//         面部薄弱区域：角度范围A1 (比如 -45° < 角度 < 45°)
//         强度较高区域：角度范围A2 (比如 角度 < -45° 或者 角度 > 45°)
//     根据压力传感器和陀螺仪的权重公式调整振动强度：
//         W=P×KP+A×KAW=P×KP​+A×KA​
//         如果在面部薄弱区域，则总强度权重 WW 减小。
//         如果在强度较高区域，则总强度权重 WW 增加。

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  1. 

  2. #define KP 0.5   // 压力传感器权重
    

  3. #define KA 0.5   // 角度权重
    

  4. #define BASE_INTENSITY 50
    

  5. #define MAX_INTENSITY 255
    


  6. 

  7. float calculate_vibration_intensity(float angle, float pressure) {
    

  8.     float intensity;
    


  9. 

  10.     if (-45 <= angle && angle <= 45) {
    

  11.         // 面部薄弱区域，减少强度
    

  12.         intensity = (pressure * KP + angle * KA) * 0.5; // 减少强度权重
    

  13.     } else {
    

  14.         // 强度较高区域，增加强度
    

  15.         intensity = (pressure * KP + angle * KA) * 1.5; // 增加强度权重
    

  16.     }
    


  17. 

  18.     // 确保强度在范围内
    

  19.     if (intensity > MAX_INTENSITY) {
    

  20.         intensity = MAX_INTENSITY;
    

  21.     } else if (intensity < BASE_INTENSITY) {
    

  22.         intensity = BASE_INTENSITY;
    

  23.     }
    

  24.     return intensity;
    

  25. }
    


  26. 

  27. void complementary_filter(float* roll, float* pitch, float gx, float gy, float gz, float dt) {
    

  28.     static float roll_acc = 0, pitch_acc = 0;
    


  29. 

  30.     float roll_gyro = *roll + gx * dt;
    

  31.     float pitch_gyro = *pitch + gy * dt;
    


  32. 

  33.     float Ax, Ay, Az;
    

  34.     MPU6050_Read_Accel(&Ax, &Ay, &Az);
    

  35.     calculate_tilt(Ax, Ay, Az, &roll_acc, &pitch_acc);
    


  36. 

  37.     *roll = ALPHA * roll_gyro + (1.0 - ALPHA) * roll_acc;
    

  38.     *pitch = ALPHA * pitch_gyro + (1.0 - ALPHA) * pitch_acc;
    

  39. }
    


  40. 


  41. 

  42. // 处理接收到的数据并确定强度的函数
    

  43. void process_sensor_data_and_set_motor_strength(void) {
    

  44.     // 读取加速度和陀螺仪数据
    

  45.     float Ax, Ay, Az;
    

  46.     float Gx, Gy, Gz;
    

  47.     MPU6050_Read_Accel(&Ax, &Ay, &Az);
    

  48.     MPU6050_Read_Gyro(&Gx, &Gy, &Gz);
    


  49. 

  50.     // 计算倾角
    

  51.     float roll, pitch;
    

  52.     calculate_tilt(Ax, Ay, Az, &roll, &pitch);
    


  53. 

  54.     // 使用互补滤波器融合数据
    

  55.     float dt = 0.01;  // 假设每10ms调用一次
    

  56.     complementary_filter(&roll, &pitch, Gx, Gy, Gz, dt);
    


  57. 

  58.     // 读取压力传感器数据
    

  59.     float tmp_pressure = readPressureSensor(); 
    


  60. 

  61.     // 计算振动马达强度
    

  62.     float intensity = calculate_vibration_intensity(roll,tmp_pressure);
    


  63. 

  64.     // 设置振动马达的PWM占空比
    

  65.     set_motor_strength((uint8_t)intensity);
    

  66. }
    


  67.


// Main Function

复制
  1. int main(void) {
    

  2.     DAL_Init();
    

  3.     SystemClock_Config();
    

  4.     MX_GPIO_Init();
    

  5.     MX_I2C1_Init();
    

  6.     MX_I2C2_Init();
    

  7.     MX_ADC1_Init();
    

  8.     MX_TMR1_Init();
    

  9.     MX_TMR2_Init();
    

  10.     MX_USART1_UART_Init();
    

  11.     ssd1306_Init();
    

  12.     
    

  13.     // 显示初始模式
    

  14.     display_mode(current_mode);
    


  15. 

  16.     // 启动PWM
    

  17.     DAL_TMR_PWM_Start(&hTMR1, TMR_CHANNEL_1);
    


  18. 

  19.     // 主循环
    

  20.     while (1) {
    

  21.         // 处理按键
    

  22.         handle_button_press();
    

  23.         
    

  24.     }
    

  25. }
定时器配置

复制
  1. TMR_HandleTypeDef htmr2;
    


  2. 

  3. void MX_TMR2_Init(void) {
    

  4.     htmr2.Instance = TMR2;
    

  5.     htmr2.Init.Prescaler = 8399;
    

  6.     htmr2.Init.CounterMode = TMR_COUNTERMODE_UP;
    

  7.     htmr2.Init.Period = 9999;
    

  8.     htmr2.Init.ClockDivision = TMR_CLOCKDIVISION_DIV1;
    

  9.     htmr2.Init.AutoReloadPreload = TMR_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    

  10.     DAL_TMR_Base_Init(&htmr2);
    


  11. 

  12.     DAL_TMR_Base_Start_IT(&htmr2);
    


  13. 

  14.     DAL_NVIC_SetPriority(TMR2_IRQn, 0, 0);
    

  15.     DAL_NVIC_EnableIRQ(TMR2_IRQn);
    

  16. }
    

  17. // 定时器中断服务函数
    

  18. float roll, pitch, gx, gy, gz, dt = 0.01;
    

  19. void TMR2_IRQHandler(void) {
    

  20.     if (__DAL_TMR_GET_FLAG(&htmr2, TMR_FLAG_UPDATE) != RESET) {
    

  21.         if (__DAL_TMR_GET_IT_SOURCE(&htmr2, TMR_IT_UPDATE) != RESET) {
    

  22.             __DAL_TMR_CLEAR_IT(&htmr2, TMR_IT_UPDATE);
    

  23. process_sensor_data_and_set_motor_strength();
    

  24.         }
    

  25.     }
    

  26. }



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星辰大海不退缩 发表于 2024-6-22 21:10 | 显示全部楼层
按键IO检测是依靠中断嘛？
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