2.52 GY-25 倾斜角度模块（来自#ifndef 的贡献）

2.52.1 模块来源

采购链接： https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=0&id=42403872419&ns=1&spm=a21n57.1.0.0.3dfb523c3A9kG6

资料下载： https://pan.baidu.com/s/1qAZG5Wd7KFwt64MYGbn9Uw 提取码: fan7

实物展示图

2.52.2 规格参数

工作电压：3~5V

工作电流：15mA

通信方式：串口(3.3V)

测量范围：±180°

测量精度: 1°(0.01° 分辨率)

**响应频率: 100Hz(115200bps) **

2.52.3 模块原理

本质为 MCU+MPU6050 二次封装的模块,MCU 为 STM32F030F4.支持串口与 IIC 通信

串口默认 115200bps8N1,可修改为 9600bps(通过物理焊点)

支持 IIC 接口,屏蔽 MCU,直通 MPU6050 接口.

注意:

• 上电后需保持 3 秒以上静止,模块自校准
• 模块存在航向角偏移(长时间运行)
• 欧拉角万向锁问题,横滚/俯仰 90 度时会有互相影响

2.52.4 移植工程

模块使用串口进行通信,通信速率 115200(8N1),模块内置 LDO,因此可在 3~5V 供电情况下通过 3.3V 电平通信.由于 IIC 接口方式为直连 MPU6050 芯片,相关案例请直接参考第 4 章【立创·梁山派】模块移植手册 内 MPU6050 章节.

2.54.5 引脚选择

Module	立创·梁山派	接线图

| GND | GND | | | RX | PA2(TXD) | | | TX | PA3(RXD) | |

2.54.6 移植步骤

创建 bsp_gy25.c 文档内容如下:

/********************************************************************************
  * 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6    使用主频200Mhz    晶振25Mhz
  * 版 本 号: V1.0
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2023年06月12日
  * 功能介绍:
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/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "bsp_gy25.h"
#include "bsp_usart.h"  // communication interface & log

/* Private types -------------------------------------------------------------*/

/* Data struct */
typedef struct
{
    uint8_t head;       ///< 0xAA fixed
    uint8_t yaw_h;      ///< heading angle. high byte
    uint8_t yaw_l;      ///< heading angle. low byte
    uint8_t pitch_h;    ///< pitch angle. high byte
    uint8_t pitch_l;    ///< pitch angle. low byte
    uint8_t roll_h;     ///< roll angle. high byte
    uint8_t roll_l;     ///< roll angle. low byte
    uint8_t tail;       ///< 0x55 fixed
} Gy25Data_t;

/* Private macros ------------------------------------------------------------*/

/* User porting interfaces */
#define PORTING_API_INIT(n)         bsp_uart_user_init((n))
#define PORTING_API_SEND(dat,len)   bsp_uart_user_send((dat),(len))
#define PORTING_API_RECV(dat,len)   bsp_uart_user_recv((dat),(len))

#define PORTING_BUFFER_SIZE         32u

/* Get int16_t bigend */
#define GET_INT16_BE(n,b,i)                            \
{                                                       \
    (n) = (((int16_t) (b)[(i)] << 8 ) |                \
           ((int16_t) (b)[(i) + 1] ));                 \
}
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
struct
{
    bool        initialize;
} Gy25Info;
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
/* External variables --------------------------------------------------------*/
/* Exported functions --------------------------------------------------------*/

/// @brief Initialize module
/// @return @see bsp_uart_user_init
__API__ int bsp_gy25_init( void )
{
    if( Gy25Info.initialize != false )
    {
        return 0;
    }
    /* Initialize uart port */
    if( PORTING_API_INIT( 115200 ) != 0 )
    {
        return -1;
    }
    Gy25Info.initialize = true;
    return 0;
}

/// @brief Get data from module
/// @param _Data input data
/// @param _Length length of data
/// @param[out] _Yaw heading angle
/// @param[out] _Pitch pitch angle
/// @param[out] _Roll roll angle
/// @return 0 Success <0 Failed
__API__ int bsp_gy25_data( const uint8_t* _Data, uint8_t _Length,
                           int16_t* _Yaw, int16_t* _Pitch, int16_t* _Roll )
{
    assert( _Data );
    /* Check data packet length */
    if( _Length < 8 )
    {
        return -101;  //data too short
    }
    /* Check data head */
    if( _Data[0] != 0xAA || _Data[7] != 0x55 )
    {
        return -102; // head not match
    }
    /* Combined data */
    if( _Yaw )
    {
        GET_INT16_BE( *_Yaw, _Data, 1 );
    }
    if( _Pitch )
    {
        GET_INT16_BE( *_Pitch, _Data, 3 );
    }
    if( _Roll )
    {
        GET_INT16_BE( *_Roll, _Data, 5 );
    }
    return 0;
}

/// @brief Test fucntion
/// @return 0 Success <0 Failed
__API__ int bsp_gy25_coroutine( void )
{
    uint8_t  _buffer[PORTING_BUFFER_SIZE];
    uint32_t _length;
    int      _res;
    int16_t _yaw   = 0;
    int16_t _pitch = 0;
    int16_t _roll  = 0;
    /* Data processing after initialization */
    if( Gy25Info.initialize != true )
    {
        return 0;
    }
    /* receive data */
    _length = PORTING_API_RECV( _buffer, PORTING_BUFFER_SIZE );
    if( _length < 8 )
    {
        return 0;   // Buffer is empty
    }
    LOG_HEX( "Data:", 16, ( uint8_t* )_buffer, _length );
    _res = bsp_gy25_data( ( const uint8_t* )_buffer, _length, &_yaw, &_pitch, &_roll );
    if( _res < 0 )
    {
        LOG_RAW( "GY25-Error %d\r\n", _res );
    }
    LOG_RAW( "GY25 Yaw:%.2f Pitch:%.2f Roll:%.2f\r\n",
             _yaw / 100.0, _pitch / 100.0, _roll / 100.0 );
    return _res;
}

创建 bsp_gy25.h 文档内容如下:

/********************************************************************************
  * 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6    使用主频200Mhz    晶振25Mhz
  * 版 本 号: V1.0
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/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __BSP_GY25_H__
#define __BSP_GY25_H__
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif /* __cplusplus */
/* Exported constants --------------------------------------------------------*/
/* Exported macros -----------------------------------------------------------*/
/* Exported types ------------------------------------------------------------*/
/* Exported functions --------------------------------------------------------*/

/// @brief Initialize module
/// @return @see bsp_uart_user_init
__API__ int bsp_gy25_init( void );

/// @brief Get data from module
/// @param _Data input data
/// @param _Length length of data
/// @param[out] _Yaw heading angle
/// @param[out] _Pitch pitch angle
/// @param[out] _Roll roll angle
/// @return 0 Success <0 Failed
__API__ int bsp_gy25_data( const uint8_t* _Data, uint8_t _Length,
                           int16_t* _Yaw, int16_t* _Pitch, int16_t* _Roll );

/// @brief Test fucntion
/// @return 0 Success <0 Failed
__API__ int bsp_gy25_coroutine( void );

#ifdef __cplusplus
}
#endif /* __cplusplus */
#endif /* __BSP_GY25_H__ */

相关串口驱动等底层驱动部分参见 bsp_usart.c 文档内容:

/********************************************************************************
  * 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6    使用主频200Mhz    晶振25Mhz
  * 版 本 号: V1.0
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#include "bsp_usart.h"
#include <string.h>         //memcpy

/* Porting config */
// #define UARTx_BOUND                     9600
#define UARTx_NAME                      USART1
#define UARTx_RCC                       RCU_USART1
#define UARTx_GPIO_RCC                  (RCU_GPIOA)
#define UARTx_PIN_TX                    GPIO_PIN_2
#define UARTx_PORT_TX                   GPIOA
#define UARTx_AF_TX                     GPIO_AF_7
#define UARTx_PIN_RX                    GPIO_PIN_3
#define UARTx_PORT_RX                   GPIOA
#define UARTx_AF_RX                     GPIO_AF_7
/* interrupt */
#define UARTx_IRQ_CHANNEL               USART1_IRQn
#define UARTx_IRQ_HANDLER               USART1_IRQHandler
#define UARTx_IRQ_PRIORITY              5

/* Revice data buffer size */
#define UARTx_RX_BUFFER_SIZE            64  // at least 9Bytes

#define MIN(n,m)                        (((n) < (m)) ? (n) : (m))

struct
{
    bool    initialize;
    bool    rx_flag;
    uint8_t length;
    uint8_t buffer[UARTx_RX_BUFFER_SIZE];
} bsp_uart_user;

__API__ int bsp_uart_user_init( uint32_t _BandRate )
{
    if( bsp_uart_user.initialize != false )
    {
        return 0;
    }
    /* Enable the UART Clock */
    rcu_periph_clock_enable( UARTx_GPIO_RCC );
    rcu_periph_clock_enable( UARTx_RCC );
    /* Configure the UART TX pin */
    gpio_af_set( UARTx_PORT_TX, UARTx_AF_TX, UARTx_PIN_TX );
    gpio_mode_set( UARTx_PORT_TX, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, UARTx_PIN_TX );
    gpio_output_options_set( UARTx_PORT_TX, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, UARTx_PIN_TX );
    /* Configure the UART RX pin */
    gpio_af_set( UARTx_PORT_RX, UARTx_AF_RX, UARTx_PIN_RX );
    gpio_mode_set( UARTx_PORT_RX, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, UARTx_PIN_RX );
    gpio_output_options_set( UARTx_PORT_RX, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, UARTx_PIN_RX );
    /* Configure UART param: 8N1 */
    usart_deinit( UARTx_NAME );
    usart_baudrate_set( UARTx_NAME, _BandRate );
    usart_parity_config( UARTx_NAME, USART_PM_NONE );
    usart_word_length_set( UARTx_NAME, USART_WL_8BIT );
    usart_stop_bit_set( UARTx_NAME, USART_STB_1BIT );
    /* Enabel transmit mode */
    usart_transmit_config( UARTx_NAME, USART_TRANSMIT_ENABLE );
    usart_receive_config( UARTx_NAME, USART_RECEIVE_ENABLE );
    /* Configure interrupt */
    nvic_irq_enable( UARTx_IRQ_CHANNEL, UARTx_IRQ_PRIORITY, 0 );
    /* Interrupt mode */
    /* receive data not empty interrupt */
    usart_interrupt_enable( UARTx_NAME, USART_INT_RBNE );
    usart_interrupt_enable( UARTx_NAME, USART_INT_IDLE );
    usart_flag_clear( UARTx_NAME, USART_FLAG_TC );
    /* Enable periph */
    usart_enable( UARTx_NAME );
    bsp_uart_user.initialize = true;
    return 0;
}

__API__ uint32_t bsp_uart_user_send( uint8_t* _Data, uint32_t _Length )
{
#if 0
    if( USART_CTL0( UARTx_NAME ) & ( USART_CTL0_UEN ) != ( USART_CTL0_UEN ) )
    {
        return 0;   // Device is disable
    }
#else
    if( bsp_uart_user.initialize == false )
    {
        return 0;
    }
#endif
    for( uint32_t i = 0; i < _Length; i++ )
    {
        usart_data_transmit( UARTx_NAME, *( ( char* )_Data + i ) );
        while( usart_flag_get( UARTx_NAME, USART_FLAG_TC ) == RESET );
    }
    return _Length;
}

__API__ uint32_t bsp_uart_user_recv( uint8_t* _Data, uint32_t _Length )
{
    assert( _Data );
    uint32_t _len = 0;
    if( bsp_uart_user.initialize == false )
    {
        return 0;
    }
    _len = MIN( _Length, bsp_uart_user.length );
    if( ( bsp_uart_user.rx_flag != false ) && ( _len > 0 ) )
    {
        memcpy( _Data, bsp_uart_user.buffer, _len );
        /* Clear receive status */
        bsp_uart_user.length  = 0x00;
        bsp_uart_user.rx_flag = false;
    }
    return _len;
}

__IRQ__ void UARTx_IRQ_HANDLER( void )
{
    /* Data processing after initialization */
    if( bsp_uart_user.initialize != true )
    {
        return;
    }
    /* Receive Data not empty */
    if( usart_interrupt_flag_get( UARTx_NAME, USART_INT_FLAG_RBNE ) != RESET )
    {
        /* Read one byte from the receive data register */
        uint8_t _recv = ( usart_data_receive( UARTx_NAME ) & 0xFF );
        /* Push one byte to receive fifo */
        if( bsp_uart_user.rx_flag != false )
        {
            return; //Buffer data not processed, skipping reception
        }
        if( bsp_uart_user.length < UARTx_RX_BUFFER_SIZE )
        {
            // Prevent overflow
            bsp_uart_user.buffer[bsp_uart_user.length++] = _recv;
        }
    }
    /* Bus idle */
    else if( usart_interrupt_flag_get( UARTx_NAME, USART_INT_FLAG_IDLE ) != RESET )
    {
        /* Clear IDLE */
        ( void )USART_STAT0( UARTx_NAME );
        ( void )USART_DATA( UARTx_NAME );
        if( bsp_uart_user.length )
        {
            bsp_uart_user.rx_flag = true;
        }
    }
    /* Overrun error : skip */
}

/*---- Log output simple apis ----------------------------------------------- */

__API__ void _LOG_HEX( char* _Name, uint8_t _Width, uint8_t* _Data, uint8_t _Length )
{
    size_t _len;
    for( size_t i = 0; i < _Length; i += _Width )
    {
        /* Name */
        printf( "%-*.*s ", 16, 16, _Name );
        /* Timestamp */
        /* Fill data */
        _len = 0x00;
        for( size_t j = 0; j < _Width; j++ )
        {
            if( ( i + j ) < _Length )
            {
                printf( "%02X", _Data[i + j] );
            }
            if( ( j + 1 ) % 4 == 0 )
            {
                printf( " " );
            }
        }
        printf( "\r\n" );
    }
}

/*---- Official printf interface(KeilMDK microLib) -------------------------- */

/************************************************
函数名称 ： usart_gpio_config
功    能 ： 串口配置GPIO
参    数 ： band_rate:波特率
返 回 值 ： 无
作    者 ： LC
*************************************************/
void usart_gpio_config( uint32_t band_rate )
{
    /* 开启时钟 */
    rcu_periph_clock_enable( BSP_USART_TX_RCU ); // 开启串口时钟
    rcu_periph_clock_enable( BSP_USART_RX_RCU ); // 开启端口时钟
    rcu_periph_clock_enable( BSP_USART_RCU );    // 开启端口时钟
    /* 配置GPIO复用功能 */
    gpio_af_set( BSP_USART_TX_PORT, BSP_USART_AF, BSP_USART_TX_PIN );
    gpio_af_set( BSP_USART_RX_PORT, BSP_USART_AF, BSP_USART_RX_PIN );
    /* 配置GPIO的模式 */
    /* 配置TX为复用模式 上拉模式 */
    gpio_mode_set( BSP_USART_TX_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, BSP_USART_TX_PIN );
    /* 配置RX为复用模式 上拉模式 */
    gpio_mode_set( BSP_USART_RX_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, BSP_USART_RX_PIN );
    /* 配置TX为推挽输出 50MHZ */
    gpio_output_options_set( BSP_USART_TX_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BSP_USART_TX_PIN );
    /* 配置RX为推挽输出 50MHZ */
    gpio_output_options_set( BSP_USART_RX_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BSP_USART_RX_PIN );
    /* 配置串口的参数 */
    usart_deinit( BSP_USART );                               // 复位串口
    usart_baudrate_set( BSP_USART, band_rate );              // 设置波特率
    usart_parity_config( BSP_USART, USART_PM_NONE );         // 没有校验位
    usart_word_length_set( BSP_USART, USART_WL_8BIT );       // 8位数据位
    usart_stop_bit_set( BSP_USART, USART_STB_1BIT );             // 1位停止位
    /* 使能串口 */
    usart_enable( BSP_USART );                                   // 使能串口
    usart_transmit_config( BSP_USART, USART_TRANSMIT_ENABLE ); // 使能串口发送
}

/************************************************
函数名称 ： usart_send_data
功    能 ： 串口重发送一个字节
参    数 ： ucch：要发送的字节
返 回 值 ：
作    者 ： LC
*************************************************/
void usart_send_data( uint8_t ucch )
{
    usart_data_transmit( BSP_USART, ( uint8_t )ucch );                       // 发送数据
    while( RESET == usart_flag_get( BSP_USART, USART_FLAG_TBE ) ); // 等待发送数据缓冲区标志置位
}

/************************************************
函数名称 ： usart_send_String
功    能 ： 串口发送字符串
参    数 ： ucstr:要发送的字符串
返 回 值 ：
作    者 ： LC
*************************************************/
void usart_send_string( uint8_t* ucstr )
{
    while( ucstr && *ucstr )      // 地址为空或者值为空跳出
    {
        usart_send_data( *ucstr++ ); // 发送单个字符
    }
}

/************************************************
函数名称 ： fputc
功    能 ： 串口重定向函数
参    数 ：
返 回 值 ：
作    者 ： LC
*************************************************/
int fputc( int ch, FILE* f )
{
    usart_send_data( ch );
    // 等待发送数据缓冲区标志置位
    return ch;
}

2.54.7 移植验证

这里仅按照上面淘宝店铺提供资料包手册中提及的格式进行解析,实际并未使用梁山派 TX 引脚.查看店家的例程,似乎还有其他指令,只是程序比较乱,店家也无法提供更多信息.

工程主函数内修改如下:

/********************************************************************************
  * 测试硬件：立创·梁山派开发板GD32F470ZGT6    使用主频200Mhz    晶振25Mhz
  * 版 本 号: V1.0
  * 修改作者: LC
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#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include "bsp_usart.h"
/* Porting files */
#include "gy25/bsp_gy25.h"

int main( void )
{
    /* Bsp configuration */
    nvic_priority_group_set( NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2 );
    systick_config();
    usart_gpio_config( 115200U );
    /* User configuration */
    int      _res;
    if( bsp_gy25_init() != 0 )
    {
        LOG_RAW( "Error component initialization failed\r\n" );
        delay_1ms( 5000 );
        NVIC_SystemReset(); //Call software reset system
    }
    LOG_RAW( "Component demo start\r\n" );
    while( 1 )
    {
        _res = bsp_gy25_coroutine(); // test fucntions
        if( _res < 0 )
        {
            LOG_RAW( "Sensor error code %d\r\n", _res );
        }
        delay_1ms( 500 );
    }
}

案例现象：

上电后,梁山派接收 GY25 输出数据并以 2Hz 频率打印日志.

移植成功示例文件: