Micro:bit系列教程6：加速度传感器

本章将介绍Micro:bit加速计的使用，可采用Micro:bit进行姿态检测，运动捕捉等。

1.基本介绍

    Micro:bit采用的是Freescale MMA8653FC 三轴加速度传感器，I2C接口与外部通信，10位ADC精度，可设置量程为±2g，±4g，±8g，数据最大更新速率为800Hz。

    当Micro:bit处于静止或匀速运动状态时，加速计仅检测到重力加速度；将Micro:bit轻微甩动，加速计检测到甩动的加速度远小于重力加速度，可忽略不计，因此，在使用Micro:bit过程中，主要是检测当姿态变化时，重力加速度在x,y,z轴上的变化，并在此基础上应用。

    本章，将介绍加速度传感器对几个特殊姿态的检测，之后来查看俯仰，横滚角，最后，查看加速计输出的三轴原始数据。

2.Micro:bit特殊姿态的检测

    打开makecode，采用积木块的方式编写以下程序：

下载，观察现象：

震动

将Micro:bit晃动，则可见Micro:bit显示数字1，表明，只要有晃动，无论朝哪个方向晃动，该条件都将满足。

徽标朝上

徽标指的是Micro:bit上Micro:bit这几个字以及Logo，徽标朝上示意图如下所示：

由图可得，当徽标朝上的时候，能够显示数字2。

徽标朝下

同理，徽标朝下指的是Micro:bit上Micro:bit这几个字以及Logo朝下，徽标朝下示意图如下所示：

由图可得，当徽标朝下的时候，显示的是数字3(倒立的3)：

屏幕朝上

    屏幕朝上指的是LED点阵朝上，当LED点阵朝上时，显示数字4。

屏幕朝下

       同理，屏幕朝下指的是LED点阵朝下，当LED点整朝下时，显示数字5

向左倾斜

       如图为Micro:bit向左倾斜示意图：

注意Micro:bit向左倾斜为正面朝上，徽标朝前，然后再往左边倾斜，当向左倾斜时，Micro:bit显示数字6。

向右倾斜

       同理，Micro:bit向右倾斜的示意图：

注意Micro:bit向右倾斜为正面朝上，徽标朝前，然后再往右边倾斜，当向右倾斜时，Micro:bit显示数字7。

自由落体

       举例：当不小心碰到Micro:bit使其从桌面掉落，则为做自由落体运动，此时，满足自由落体的条件，此时，将显示数字8。

3g，6g，8g

       如果需要满足此条件，则需要达到3倍，6倍，8倍重力加速度甩动Micro：bit。

3.旋转、横滚角

打开makecode，采用积木块的方式编写以下代码：

注意，需要将串行重定向到USB，同时，建议使用离线版本的makecode(可查看串口数据)。

    下载程序，待程序下载完成后，可看到makecode的显示数据按钮，如下图所示：

点击该按钮，进入到串口数据显示界面，该界面同时将串口数据以波形的形式显示出来，如下图所示：

正确显示出波形后，将Micro:bit徽标朝前，屏幕(LED点阵)朝上，依次将Micro:bit向前倾斜，向后倾斜，向后倾斜，向前倾斜，得到旋转数据；然后，将Micro:bit依次向左倾斜，向右倾斜，向右倾斜，向左倾斜，得到横滚数据；具体数据变化如上图所示。

4.加速计原始数据

       实际上，加速计输出的原始数据是三轴加速度，姿态变化时，重力加速度在三轴上的分布将发生变化，可依据三轴加速度数据变化计算出姿态角的变化，因此，加速计原始数据在项目开发中也有一定的用途，下面将观测加速计原始数据：

打开makecode，采用积木块的方式编写以下代码：

下载到Micro:bit，打开数据显示(设备)按钮：

    首先，查阅MMA8653FC数据手册，以及Micro:bit的硬件原理图得知，Micro:bit加速计坐标轴如下图所示：

显示出如下界面：分别显示了加速度在X轴，Y轴，Z轴的分解，以及加速度的合成(重力加速度及其它外力作用的加速度合成):

    实验中，先将加速计Z轴朝上，然后再将加速计X轴朝上，最后将加速计Z轴朝上，可得数据变化如上图所示。