基于cortex-M3、ADXL345的重力感應(yīng)遙控器的實(shí)現(xiàn)

已經(jīng)是很久沒(méi)有寫(xiě)文章了，因?yàn)闆](méi)有時(shí)間，人家都說(shuō)大四不考研，天天像過(guò)年，可我依舊沒(méi)能有那份閑暇的時(shí)間。

現(xiàn)在幾乎人人的手里都是一款安卓智能機(jī)這是我非常羨慕的，而我手里只有上學(xué)期用380元買的一臺(tái)二手諾基亞N96，雖然也稱得上智能機(jī)但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有如今安卓智能的優(yōu)秀，其中一個(gè)功能就是通過(guò)重力感應(yīng)玩賽車游戲，我想這個(gè)大家都不陌生，只要把手機(jī)歪一歪斜一斜就可以控制賽車方向了，這個(gè)功能令橋哥好生羨慕嫉妒恨，可惜自己的手機(jī)不能玩，上周突來(lái)靈感何不自己做一個(gè)玩玩。正好上學(xué)期開(kāi)始著手給侄子做的四軸飛行器的基板基本調(diào)試完成，核心的芯片就是一塊M3微控器，一塊三軸加速度傳感器ADXL345，一塊三軸數(shù)字陀螺儀。而要做一個(gè)簡(jiǎn)單的重力感應(yīng)遙控器用M3結(jié)合ADXL345就可以實(shí)現(xiàn)了。實(shí)際上由于之前調(diào)試把芯片的控制函數(shù)都寫(xiě)好了，而且上位機(jī)的程序又有之前給學(xué)長(zhǎng)做畢設(shè)的時(shí)候?qū)懙某绦虻幕A(chǔ)，所以花的時(shí)間很少也就兩個(gè)下午的時(shí)間。

要實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制電腦游戲的重力感應(yīng)遙控器原理也非常簡(jiǎn)單，無(wú)非就是判斷此時(shí)遙控器傾斜角度，然后M3將指令迅速傳給電腦，電腦根據(jù)指令給出跟敲擊鍵盤(pán)方向鍵一樣的指令就完事了。檢測(cè)傾斜角度由ADXL345實(shí)現(xiàn)，三軸加速度傳感器能夠測(cè)出靜態(tài)時(shí)xyz方向的加速度，如果平放的情況下，只在z軸有一個(gè)向下的重力加速度，如果傾斜，那么重力將可以分解到xy方向，這樣產(chǎn)生了xy方向的加速度，從而可以測(cè)得遙控器向哪邊傾斜了。

接下來(lái)，M3通過(guò)IIC總線方式讀取ADXL345測(cè)得的X軸的加速度數(shù)據(jù)，只要通過(guò)判斷X軸方向的數(shù)據(jù)就可以判斷基板往哪個(gè)方向傾斜了。下面是M3的測(cè)量代碼

M3判斷出傾斜方向之后立即通過(guò)57600波特率的串口向電腦上位機(jī)發(fā)送指令，為了提高遙控器靈敏度和反映速度，我這里指令只用了一個(gè)字符，L代表左，R代表右，并且不使用校驗(yàn)，也不需要上位機(jī)回應(yīng)M3，M3只管往上位機(jī)不斷發(fā)指令就可以了，可以大大提高效率，實(shí)際測(cè)試中，這種波特率情況下即保證了傳輸速率，誤碼率也是較低的。

接下來(lái)上位機(jī)接收到方向指令后就得通過(guò)代碼來(lái)模擬我們平時(shí)敲擊鍵盤(pán)的動(dòng)作，程序也是非常簡(jiǎn)單。跟我以前做的無(wú)線鼠標(biāo)的實(shí)現(xiàn)代碼非常的類似。

通過(guò)這段代碼可以發(fā)現(xiàn)，除了左鍵右鍵的指令外，還有一個(gè)名為’X’的空白指令，代表的是當(dāng)遙控器水平放置的時(shí)候釋放按鍵。

VC寫(xiě)的上位機(jī)界面如下所示

看起來(lái)比較的粗糙，外觀上我就不做什么修飾了，畢竟做的是電子而不是軟件開(kāi)發(fā)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)我需要的功能，軟件難看一點(diǎn)就將就吧。中間的四個(gè)方向按鍵作用是為了滿足有些游戲是需要一直按下某個(gè)按鍵玩的，比如極品飛車你就得一直按著方向鍵才能走吧呵呵，當(dāng)然就目前來(lái)講我只判斷了ADXL345的X軸數(shù)據(jù)，如果聯(lián)合Y軸數(shù)據(jù)來(lái)判斷，就可以同時(shí)控制上下左右四個(gè)方向了，這點(diǎn)我就先不再做，因?yàn)樽罱€是忙。最右邊的調(diào)試數(shù)窗口用來(lái)做開(kāi)發(fā)的時(shí)候監(jiān)測(cè)串口數(shù)據(jù)用的，也可以用于系統(tǒng)的后續(xù)開(kāi)發(fā)的調(diào)試使用。

實(shí)測(cè)狀況，因?yàn)檫@塊小板原先的設(shè)計(jì)是微型四軸所以用的是電池供電，還是非常方便的，這塊電池也是非常給力，就沖了一次電，我都拿它調(diào)試過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間了，依舊有電。板載電源芯片用的是TI的一款超低壓降的3.3V穩(wěn)壓芯片，電池原本電壓標(biāo)稱是3.7V，實(shí)測(cè)充電完成有4.2V左右。

遙控器通過(guò)串口跟電腦連接以后，打開(kāi)軟件然后打開(kāi)串口，然后把軟件最小化之后就可以使用了，已經(jīng)過(guò)了一把重力感應(yīng)玩賽車的隱。

我現(xiàn)在還用的是有線串口實(shí)現(xiàn)通信，如果是無(wú)線的遙控器那將會(huì)更加完美，實(shí)際上我的板子上設(shè)計(jì)有2.4G無(wú)線通信模塊接口，但是向無(wú)線模塊寫(xiě)入發(fā)送數(shù)據(jù)，然后另一方還得有接收然后再通過(guò)串口傳給電腦，這中間就額外增加了一段時(shí)間，或許會(huì)給遙控器的靈敏度帶來(lái)下降，當(dāng)然我還沒(méi)有實(shí)測(cè)過(guò)，這是后續(xù)開(kāi)發(fā)的事，我已經(jīng)沒(méi)有太多的時(shí)間放在此處，接下來(lái)我的重心將放在四軸飛行器上邊，或許最好的結(jié)果是在今年過(guò)年可以讓小侄看到能夠飛起來(lái)的四軸，當(dāng)然很可能也是他什么都看不到，我只能盡力了況且還有好多任務(wù)做真心忙。