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SH3001检测轴方向更多有关SH3001的芯片特性以及内部寄存器描述请参考SH3001的数据手册——《SH3001.pdf》读者可在A盘硬件资料芯片资料下找到这份文档。为了方便读者使用正点原子DNK210开发板板载的这个SH3001六轴传感器芯片正点原子团队为SH3001在正点原子DNK210开发板上的使用环境编写了sh3001.py这一SH3001驱动文件sh3001.py可以在CanMV环境下使用。sh3001.py驱动提供了SH3001的构造函数用于创建一个SH3001对象SH3001构造函数如下所示class SH3001(i2cNone, attitudeFalse)通过SH3001构造函数可以通过指定参数创建并初始化一个SH3001对象。i2c指的是I2C对象这个I2C对象需要先使用I2C的构造函数进行创建有关I2C对象的介绍请看第二十章《machine.I2C类实验》。attitude指的是是否在构造SH3001对象时初始化驱动自带的姿态解算功能当attitude为True时则在构造SH3001对象时初始化驱动自带的姿态解算功能当attitude为False时则在构造SH3001对象时不初始化驱动自带的姿态解算功能。SH3001构造函数的使用示例如下所示from board import board_info from fpioa_manager import fm from machine import I2C from sh3001 import SH3001 fm.register(board_info.IMU_SCL,fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA,fm.fpioa.I2C0_SDA)i2cI2C(I2C.I2C0,sclboard_info.IMU_SCL,sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001SH3001(i2c)从上面的示例中可以看到从sh3001.py文件中导入了SH3001这个类那么如何在应用脚本文件中导入另一个驱动文件中的类呢在CanMV下非常简单仅需使用CanMV IDE软件将需要被导入的驱动文件保存到CanMV任意文件系统的根目录下即可具体的操作如下图所示图22.1.2 保存文件到CanMV文件系统SH3001类为SH3001对象提供了acc_config()方法用于配置SH3001对象的加速度计acc_config()方法如下所示SH3001.acc_config(odr, range, freq, filter)acc_config()方法用于配置SH3001对象的加速度计。odr指的是SH3001对象加速度计的数据输出速率可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的值如下表所示常量 加速度计数据输出速率SH3001.ACC_ODR_8000HZ8000Hz SH3001.ACC_ODR_4000HZ4000Hz SH3001.ACC_ODR_2000HZ2000Hz SH3001.ACC_ODR_1000HZ1000Hz SH3001.ACC_ODR_500HZ500Hz SH3001.ACC_ODR_250HZ250Hz SH3001.ACC_ODR_125HZ125Hz SH3001.ACC_ODR_63HZ63Hz SH3001.ACC_ODR_31HZ31Hz SH3001.ACC_ODR_16HZ16Hz表22.1.1 acc_config()中odr参数配置值描述range指的是SH3001对象加速度计的量程可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的值如下表所示常量 加速度计量程SH3001.ACC_RANGE_16G ±16gSH3001.ACC_RANGE_8G ±8gSH3001.ACC_RANGE_4G ±4gSH3001.ACC_RANGE_2G ±2g表22.1.2 acc_config()中range参数配置值描述freq指的是SH3001对象加速度计低通滤波器的截至频率可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的参数如下表所示常量 低通滤波器截止频率SH3001.ACC_FREQ_ODRX040 ODR * 0.40SH3001.ACC_FREQ_ODRX025 ODR * 0.25SH3001.ACC_FREQ_ODRX011 ODR * 0.11SH3001.ACC_FREQ_ODRX004 ODR * 0.04SH3001.ACC_FREQ_ODRX002 ODR * 0.02表22.1.3 acc_config()中freq参数配置值描述filter指的是是否使能SH3001对象加速度计的低通滤波器可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的参数如下表所示常量 低通滤波器使能状态SH3001.ACC_FILTER_DISABLE 禁止SH3001.ACC_FILTER_ENABLE 使能表22.1.4 acc_config()中filter参数配置值描述acc_config()方法的使用示例如下所示from board import board_info from fpioa_manager import fm from machine import I2C from sh3001 import SH3001 fm.register(board_info.IMU_SCL,fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA,fm.fpioa.I2C0_SDA)i2cI2C(I2C.I2C0,sclboard_info.IMU_SCL,sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001SH3001(i2c)sh3001.acc_config(SH3001.ACC_ODR_500HZ,SH3001.ACC_RANGE_16G,SH3001.ACC_FREQ_ODRX025,SH3001.ACC_FILTER_ENABLE)SH3001类为SH3001对象提供了get_acc()方法用于获取SH3001对象的三轴加速度值get_acc()方法如下所示SH3001.get_acc()get_acc()方法用于获取SH3001对象的三轴加速度值获取到的值为板载SH3001芯片输出的数字量需要结合acc_config()方法配置的加速度计量程才能加算出实际的加速度值。get_acc()方法的使用示例如下所示from board import board_info from fpioa_manager import fm from machine import I2C from sh3001 import SH3001 fm.register(board_info.IMU_SCL,fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA,fm.fpioa.I2C0_SDA)i2cI2C(I2C.I2C0,sclboard_info.IMU_SCL,sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001SH3001(i2c)sh3001.acc_config(SH3001.ACC_ODR_500HZ,SH3001.ACC_RANGE_16G,SH3001.ACC_FREQ_ODRX025,SH3001.ACC_FILTER_ENABLE)ax,ay,azsh3001.get_acc()SH3001类为SH3001对象提供了gyro_config()方法用于配置SH3001对象的陀螺仪gyro_config()方法如下所示SH3001.gyro_config(odr, rangex, rangey, rangez, freq, filter)gyro_config()方法用于配置SH3001对象的陀螺仪。odr指的是SH3001对象陀螺仪的数据输出速率可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的值如下表所示常量 陀螺仪数据输出速率SH3001.GYRO_ODR_32000HZ 32000HzSH3001.GYRO_ODR_16000HZ 16000HzSH3001.GYRO_ODR_8000HZ 8000HzSH3001.GYRO_ODR_4000HZ 4000HzSH3001.GYRO_ODR_2000HZ 2000HzSH3001.GYRO_ODR_1000HZ 1000HzSH3001.GYRO_ODR_500HZ 500HzSH3001.GYRO_ODR_250HZ 250HzSH3001.GYRO_ODR_125HZ 125HzSH3001.GYRO_ODR_63HZ 63HzSH3001.GYRO_ODR_31HZ 31Hz表22.1.5 gyro_config()中odr参数配置值描述rangex、rangey、rangez指的是SH3001对象陀螺仪X、Y、Z轴的量程可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的值如下表所示常量 陀螺仪量程SH3001.GYRO_RANGE_125DPS 125dpsSH3001.GYRO_RANGE_250DPS 250dpsSH3001.GYRO_RANGE_500DPS 500dpsSH3001.GYRO_RANGE_1000DPS 1000dpsSH3001.GYRO_RANGE_2000DPS 2000dps表22.1.6 gyro_config()中rangex、rangey、rangez参数配置值描述freq指的是SH3001对象陀螺仪低通滤波器的截至频率可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的参数如下表所示常量 低通滤波器截止频率SH3001.GYRO_FREQ_00 请见SH3001芯片数据手册中的Table 14Gyroscope digital LPF cut-off frequency configurationSH3001.GYRO_FREQ_01SH3001.GYRO_FREQ_02SH3001.GYRO_FREQ_03表22.1.7 gyro_config()中freq参数配置值描述filter指的是是否使能SH3001对象陀螺仪的低通滤波器可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的参数如下表所示常量 低通滤波器使能状态SH3001.GYRO_FILTER_DISABLE 禁止SH3001.GYRO_FILTER_ENABLE 使能表22.1.8 gyro_config()中filter参数配置值描述gyro_config()方法的使用示例如下所示from board import board_infofrom fpioa_manager import fmfrom machine import I2Cfrom sh3001 import SH3001fm.register(board_info.IMU_SCL, fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA, fm.fpioa.I2C0_SDA)i2c I2C(I2C.I2C0, sclboard_info.IMU_SCL, sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001 SH3001(i2c)sh3001.gyro_config(SH3001.GYOR_ODR_500HZ, SH3001.GYRO_RANGE_2000DPS, SH3001.GYRO_RANGE_2000DPS, SH3001.GYRO_RANGE_2000DPS, SH3001.GYRO_FREQ_00, SH3001.GYRO_FILTER_ENABLE)SH3001类为SH3001对象提供了get_gyro()方法用于获取SH3001对象的三轴陀螺仪值get_gyro()方法如下所示SH3001.get_gyto()get_gyto()方法用于获取SH3001对象的三轴陀螺仪值获取到的值为板载SH3001芯片输出的数字量需要结合gyro_config()方法配置的陀螺仪量程才能加算出实际的陀螺仪值。get_gyro()方法的使用示例如下所示from board import board_info from fpioa_manager import fm from machine import I2C from sh3001 import SH3001 fm.register(board_info.IMU_SCL,fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA,fm.fpioa.I2C0_SDA)i2cI2C(I2C.I2C0,sclboard_info.IMU_SCL,sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001SH3001(i2c)sh3001.gyro_config(SH3001.GYOR_ODR_500HZ,SH3001.GYRO_RANGE_2000DPS,SH3001.GYRO_RANGE_2000DPS,SH3001.GYRO_RANGE_2000DPS,SH3001.GYRO_FREQ_00,SH3001.GYRO_FILTER_ENABLE)gx,gy,gzsh3001.get_gyro()SH3001类为SH3001对象提供了temp_config()方法用于配置SH3001对象的温度计temp_config()方法如下所示SH3001.temp_config(odr, enable)temp_config()方法用于配置SH3001对象的温度计。odr指的是SH3001对象温度计的数据输出速率可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的值如下表所示常量 温度计数据输出速率SH3001.TEMP_ODR_500HZ 500HzSH3001.TEMP_ODR_250HZ 250HzSH3001.TEMP_ODR_125HZ 125HzSH3001.TEMP_ODR_63HZ 63Hz表22.1.9 temp_config()中odr参数配置值描述enable指的是是否使能SH3001对象的温度计可配置的参数以常量的形式保存在SH3001类中可配置的参数如下表所示常量 温度计使能状态SH3001.TEMP_DISABLE 禁止SH3001.TEMP_ENABLE 使能表22.1.10 temp_config()中enable参数配置值描述temp_config()方法的使用示例如下所示from board import board_info from fpioa_manager import fm from machine import I2C from sh3001 import SH3001 fm.register(board_info.IMU_SCL,fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA,fm.fpioa.I2C0_SDA)i2cI2C(I2C.I2C0,sclboard_info.IMU_SCL,sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001SH3001(i2c)temp_config(SH3001.TEMP_ODR_63HZ,SH3001.TEMP_ENABLE)SH3001类为SH3001对象提供了get_temp()方法用于获取SH3001对象的温度计get_gyro()方法如下所示SH3001.get_temp()get_temp()方法用于获取SH3001对象的温度计值该温度计主要测量SH3001芯片内部的内部因此并不能很直观得反映出环境温度的情况。get_temp()方法的使用示例如下所示from board import board_info from fpioa_manager import fm from machine import I2C from sh3001 import SH3001 fm.register(board_info.IMU_SCL,fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA,fm.fpioa.I2C0_SDA)i2cI2C(I2C.I2C0,sclboard_info.IMU_SCL,sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001SH3001(i2c)temp_config(SH3001.TEMP_ODR_63HZ,SH3001.TEMP_ENABLE)tempsh3001.get_temp()SH3001类为SH3001对象提供了get_attitude()方法用于获取SH3001对象姿态解算后的欧拉角get_attitude()方法如下所示SH3001.get_attitude()get_attitude()方法用于获取SH3001对象姿态解算后的欧拉角俯仰角、横滚角和航向角需要注意的是通过三轴加速度和三轴陀螺仪数据进行姿态解算需要一定的数学算法支撑本驱动的姿态解算算法仅供读者参考。get_attitude()方法的使用示例如下所示from board import board_info from fpioa_manager import fm from machine import I2C from sh3001 import SH3001 fm.register(board_info.IMU_SCL,fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA,fm.fpioa.I2C0_SDA)i2cI2C(I2C.I2C0,sclboard_info.IMU_SCL,sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001SH3001(i2c,attitudeTrue)pitch,roll,yawsh3001.get_attitude()22.2 硬件设计22.2.1 例程功能创建一个I2C对象和一个SH3001对象每间隔一段时间读取并打印输出SH3001温度计、加速度计和陀螺仪的测量原始数据22.2.2 硬件资源SH3001IIC_SCL - IO22IIC_SDA - IO2322.2.3 原理图本章实验内容需要使用到板载的SH3001芯片正点原子DNK210开发板上的SH3001芯片连接原理图如下图所示图22.2.3.1 SH3001连接原理图22.3 程序设计22.3.1 SH3001驱动有关SH3001驱动的介绍请见第22.1小节《SH3001驱动介绍及使用方法》。22.3.2 程序流程图图22.3.2.1 六轴传感器——原始数据读取实验流程图22.3.3 main.py代码main.py中的脚本代码如下所示from board import board_info from fpioa_manager import fm from machine import I2C import time from sh3001 import SH3001 fm.register(board_info.IMU_SCL,fm.fpioa.I2C0_SCLK)fm.register(board_info.IMU_SDA,fm.fpioa.I2C0_SDA)i2cI2C(I2C.I2C0,sclboard_info.IMU_SCL,sdaboard_info.IMU_SDA)sh3001SH3001(i2c)whileTrue:tempsh3001.get_temp()ax,ay,azsh3001.get_acc()gx,gy,gzsh3001.get_gyro()print(T: %.2f Ax: %d Ay: %d Az: %d Gx: %d Gy: %d Gz: %d%(temp,ax,ay,az,gx,gy,gz))time.sleep_ms(500)可以看到首先构造了一个I2C对象I2C对象的SCL和SDA信号使用的正是六轴传感器连接的对应IO。接着构造了一个SH3001对象并且传入了前面的I2C对象。接着便在一个循环中读取并打印输出从SH3001对象获取到的温度值、加速度值和陀螺仪值。22.4 运行验证将DNK210开发板连接CanMV IDE并将SH3001的驱动脚本文件保存到CanMV的文件系统后点击CanMV IDE上的“开始(运行脚本)”按钮后可以看到“串行终端”窗口中输出了一系列信息如下图所示图22.4.1 “串行终端”窗口打印输出可以看到“串行终端”不断输出从SH3001获取到的温度值、加速度值和陀螺仪值。