ESP32 + IMU 采集与夹爪控制

本项目使用 MicroPython 在 ESP32 上读取 IMU 的 TTL 串口数据，并通过板载 CP2102 USB 串口将数据发送到电脑。

硬件连接概览

IMU -> TTL UART -> ESP32 -> CP2102 -> USB -> 电脑

一、准备软件

1. 安装 Thonny。

2. 使用支持数据传输的 Micro-USB 线连接 ESP32。

3. 打开 Windows 设备管理器，确认出现类似设备：

   Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge (COM5)
   

4. 记住对应的 COM 端口，例如 COM5。

二、安装 MicroPython 固件

打开 Thonny，然后执行以下步骤：

1. 选择 工具 -> 选项 -> 解释器。

2. 解释器选择：

   MicroPython (ESP32)
   

3. 端口选择 ESP32 对应的 COM 端口。

4. 点击“安装或更新 MicroPython”。

5. 目标端口选择对应的 COM 端口。

6. 芯片选择 ESP32。

7. 建议勾选“擦除闪存”。

8. 点击安装。

如果提示无法连接：

1. 按住 ESP32 上的 BOOT 按钮。
2. 点击安装。
3. 出现连接或写入进度后松开 BOOT。

安装完成后，Thonny 下方 Shell 中通常会显示：

MicroPython ...
>>>

三、上传 main.py

ESP32 端程序位于：

main.py

在 Thonny 中：

1. 选择 文件 -> 打开。
2. 打开仓库中的 main.py。
3. 选择 文件 -> 另存为。
4. 选择保存到“MicroPython设备”。
5. 将文件名填写为 main.py。

保存后，Thonny 左侧“MicroPython设备”中应能看到：

/main.py

ESP32 启动时会依次自动执行：

boot.py
main.py

因此，程序必须准确命名为 main.py。

四、连接 IMU

TTL 串口

IMU	ESP32
VCC	按模块要求连接 3.3V 或 5V
GND	GND
TX	GPIO16
RX	GPIO17

IMU VCC -> ESP32 3.3V/5V
IMU GND -> ESP32 GND
IMU TX  -> ESP32 GPIO16
IMU RX  -> ESP32 GPIO17

ESP32 GPIO 不能承受 5V。连接前必须确认 IMU 的 TTL 信号电平兼容 3.3V。

四路数字输入

输入	ESP32
DIN1	GPIO25
DIN2	GPIO26
DIN3	GPIO27
DIN4	GPIO32
信号地	GND

数字输入电压不能超过 3.3V。

五、重新上电运行

上传完成后：

1. 关闭 Thonny，或者点击 Thonny 的“停止/断开”。
2. 按一下 ESP32 的 EN/RESET 按钮。
3. 也可以拔掉 USB 后重新连接。

以后每次 ESP32 上电时，都会自动运行 main.py：

IMU -> TTL -> ESP32 -> CP2102 -> USB -> 电脑

六、电脑接收数据

电脑端程序位于：

pc_reader.py

安装 Python 串口依赖：

pip install pyserial

运行程序：

python pc_reader.py COM5

将 COM5 替换为 ESP32 的实际串口号。

正常输出类似：

#       1  200.0Hz DIN=[1, 1, 0, 1] DOUT=[0, 0] ACC=[...] GYRO=[...] ANGLE=[...]

电脑接收程序使用 230400 波特率。

运行 pc_reader.py 前必须断开 Thonny，否则串口可能被 Thonny 占用。

七、夹爪控制命令

运行 pc_reader.py 后，可以输入以下命令并按回车：

命令	操作
o	打开夹爪
c	闭合夹爪
s	停止，两路控制输出均释放

ESP32 使用以下管脚控制外部驱动电路：

功能	ESP32
控制输出1	GPIO18
控制输出2	GPIO19

ESP32 GPIO 只能输出 3.3V，不能直接连接 12V 工业控制信号。必须使用光耦隔离模块、晶体管或其他合适的电平转换和驱动电路。

项目文件

.
|-- README.md
|-- main.py
`-- pc_reader.py