stm32项目（21）——基于STM32和MPU6050的体感机械臂开发
1.实现功能
读取MPU6050的数据，获取姿态特征，将姿态数据传入到舵机的控制函数里面，从而实现三维姿态数据控制机械臂的三个维度。机械臂（总共四个维度）的另一个维度（爪子抓取），用开发板上的按键来控制。
2.演示视频
基于STM32的体感机械臂开发
3.模块介绍
3.1数字舵机
数字舵机是一种基于数字信号控制的精密伺服电机，广泛应用于机器人、航模、自动化设备等领域。以下是其核心要点：
1. 基本组成
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电机：通常为直流电机或无刷电机，提供动力。
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减速齿轮组：降低转速、提高扭矩。
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控制电路：包含微控制器（MCU）、H桥驱动电路等，负责信号处理和电机控制。
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电位器/编码器：反馈当前舵机轴的位置，形成闭环控制。
2. 与单片机的接口
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信号线（3线制）：
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VCC（红）：电源（通常4.8V~6V，需匹配舵机电压）。
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GND（黑/棕）：接地。
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Signal（黄/白）：PWM信号输入（占空比控制角度）。
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注意：电源需足够功率，建议与单片机电源隔离（避免干扰）。
3. 信号传输（PWM协议）
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标准PWM信号：
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周期：通常20ms（50Hz），但部分高速舵机支持更高频率（如333Hz）。
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脉冲宽度：0.5ms~2.5ms，对应舵机角度（如0°~180°）。
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数字舵机特性：可解析更高频的PWM信号，响应速度更快，支持微秒级精度。
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4. 工作原理
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信号接收：单片机发送PWM信号至舵机控制电路。
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角度解析：控制电路根据脉冲宽度计算目标角度。
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闭环控制：
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电位器实时反馈当前角度。
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控制电路比较目标与当前角度，驱动电机转动。
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到达目标：电机停止，维持位置（数字舵机持续修正，静态力矩更大）。
3.2MPU6050
1. 基本功能
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三轴加速度计：测量 X/Y/Z 轴向的线性加速度（单位：g）。
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三轴陀螺仪：测量 X/Y/Z 轴向的角速度（单位：°/s）。
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集成数字运动处理器（DMP）：可硬件解算姿态（如俯仰角、横滚角），减轻单片机负担。
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温度传感器：用于校准。
2. 与单片机的接口
物理连接（4线I²C或SPI）
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I²C（常用）：
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VCC：3.3V~5V（需与单片机逻辑电平匹配）。
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GND：接地。
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SCL：时钟线（需上拉电阻，通常4.7kΩ）。
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SDA：数据线（需上拉电阻）。
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AD0：I²C地址选择引脚（接地为0x68，接VCC为0x69）。
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INT：中断输出（可选，用于数据就绪通知）。
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SPI：速度更快，但引脚占用较多（需连接
CS、MOSI、MISO、SCK）。
3. 信号传输与通信协议
I²C通信流程
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初始化：单片机配置 I²C 时钟频率（通常 400kHz）。
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读写数据：
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写寄存器：发送设备地址（0x68/0x69）+ 寄存器地址 + 数据。
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读寄存器：先发送寄存器地址，再读取数据。
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数据格式：
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加速度和陀螺仪数据为 16位有符号整数（需根据量程转换）。
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原始数据需通过公式转换为物理量（如 °/s 或 g）。
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MPU6050 通过硬件集成和灵活的接口，为运动感知提供了高性价比的解决方案，结合适当算法可实现精准的姿态估计