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MPU6050是一种常见的6轴运动传感器,它能同时测量三轴加速度和三轴角速度。将MPU6050与单片机结合使用可以实现姿态检测、运动追踪等多种应用。本文介绍如何实现MPU6050数据采集并在PC端进行实时处理显示的完整流程。
硬件连接方面,MPU6050通过I2C接口与单片机通信,需要正确连接电源、地和两根I2C信号线。单片机需要内置I2C控制器或者通过软件模拟I2C时序。采集到的原始数据需要经过单位转换才能得到实际的加速度值和角速度值。
在数据传输阶段,单片机通过串口将采集到的数据发送给PC。为了提高传输效率,可以采用二进制数据格式而不是ASCII格式。同时需要设计简单的通信协议,包含数据包头、校验位等信息,确保数据传输的可靠性。
PC端的MATLAB程序主要负责数据接收、处理和显示。MATLAB的串口对象可以方便地接收数据流,接收到数据后需要进行解析。卡尔曼滤波算法可以有效地消除传感器噪声,提高数据精度。通过融合加速度计和陀螺仪的数据,可以得到更稳定的姿态角度信息。
数据可视化是系统的重要部分。MATLAB的图形界面可以实时绘制传感器数据的曲线图,包括原始数据、滤波后数据和融合结果的对比。通过设置合适的刷新频率,可以实现流畅的动态显示效果。