完成的硬件名称：四轴飞行器姿态检测模块

内容：利用陀螺仪传感器和加速度传感器集成芯片MPU6050、电子罗盘  （HMC5883L）的工作原理和特点，对姿态检测系统的原理、组成以及数据采集进行了研究。提出了一种基于梯度下降法的倾角检测系统实现姿态检测。通过梯度下降法完成陀螺仪、加速度计的数据的融合，获得机载体的姿态角。

主要技术指标：

使得姿态检测系统获取的姿态角与真实值误差控制在小于2°的范围内；动态性较好，能及时的将姿态角实时更新。

本系统采用STC89C52系列单片机作为控制器，使用集成芯片MPU6050传感器用于姿态初步信息检测芯片，经数据融合得到机体的姿态，上位机软件用作显示；系统基于模块化处理，结构简单；传感器与控制器之间的数据通信采用模拟I2C总线进行传输；使用四元数算法将三轴加速度和三轴角速度进行数据融合，从而得到三个姿态角，即俯仰角、偏航角与翻滚角。采用互补滤波，使得到的姿态角更加精确。

本课题主要基于微机械惯性传感器的微小型姿态检测模块设计，利用STC89C52单片机，集成芯片传感器MPU6050完成姿态检测模块的设计，用以满足一些机体姿态检测或姿态控制精度要求不高的场合。

论文主要包括以下内容：

1、根据课题设计要求，完成四轴飞行器姿态检测模块方案设计，包括处理器的选择，传感器的选择以及显示模块的选择。

2、根据查阅相关芯片资料和设计需要，设计硬件模块电路，包括处理器模块电路设计，传感器模块电路设计。

3、通过软件设计，达到本设计需完成的功能。软件设计主要包括设计流程图，滤波算法，姿态解算算法。

本次设计是基于STC公司生产的STC89C52单片机和集成芯片MPU6050的四轴飞行器姿态检测系统。该设计硬件电路简单来说可分为三个模块，分别是处理器模块、传感器模块和电源模块。其中，处理器模块的处理芯片是STC89C52单片机，传感器模块的信息检测芯片是MPU6050，电源模块是USB转串口的下载器，下载器可提供5V和3.3V两种电平，正好满足电路中两芯片的不同电平需求。软件设计主要包含三轴加速度和三轴角速度的获取，滤波，再利用四元数更新算法融合三轴加速度和三轴角速度计算出载体的三个姿态角。