STM32學習值傳感器篇——MPU6050六軸加速度傳感器

這個傳感器整體來說不難只要將模擬iic的時序寫對基本問題不大
剩下的驅動文件 按照我介紹的加進去就可以實現了,還是有官方算法的好啊,直接用就完事了,很方便,節省了不少代碼開發時間,
注意mpu6050初始化的時候把傳感器放平放穩,不然初始化就會失敗,這是一點,在此強調模擬iic讀取寫入函數一定要仔細檢查,很多時候讀出錯誤的數據都是因爲模擬iic寫的有問題,下邊先做一下mpu6050簡介和他的寄存器介紹,最後貼出自己關於mpu6050驅動代碼和模擬iic代碼
dmp解算的代碼文件太長就不貼了,最後邊會加個完整工程的下載鏈接

1、mpu6050簡介

MPU-6000(6050)爲全球首例整合性6軸運動處理組件,相較於多組件方案,免除了組合陀螺儀與加速器時間軸之差的問題,減少了大量的封裝空間。當連接到三軸磁強計時,MPU-60X0提供完整的9軸運動融合輸出到其主I2C或SPI端口(SPI僅在MPU-6000上可用)。
感測範圍
MPU-6000(6050)的角速度全格感測範圍爲±250、±500、±1000與±2000°/sec (dps),可準確追蹤快速與慢速動作,並且,用戶可程式控制的加速器全格感測範圍爲±2g、±4g±8g與±16g。產品傳輸可透過最高至400kHz的IIC或最高達20MHz的SPI(MPU-6050沒有SPI)。MPU-6000可在不同電壓下工作,VDD供電電壓介爲2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%,邏輯接口VDDIO供電爲1.8V± 5%(MPU6000僅用VDD)。MPU-6000的包裝尺寸4x4x0.9mm(QFN),在業界是革命性的尺寸。其他的特徵包含內建的溫度感測器、包含在運作環境中僅有±1%變動的振盪器。
關於引腳
SCL和SDA是連接MCU的IIC接口,MCU通過這個IIC接口來控制MPU6050,
另外還有一個IIC接口:AXCL和 XDA,這個接口可用來連接外部從設備,比如磁傳感 器,這樣就可以組成一個九軸傳感器。VLOGIC是IO口電壓,該引腳最低可以到1.8V,我們 一般直接接VDD即可。AD0是從IIC接口(接MCU)的地址控制引腳,該引腳控制IIC地址 的最低位。如果接GND,則MPU6050的IIC地址是:0X68,如果接VDD,則是0X69,注意: 這裏的地址是不包含數據傳輸的最低位的(最低位用來表示讀寫)
數字運動處理器(DMP):
DMP 從陀螺儀、加速度計以及外接的傳感器接收並處理數據,處理結果可以從 DMP 寄存器讀出,或通過 FIFO 緩衝。DMP 有權使用 MPU 的一個外部引腳產生中斷。

2、·數據傳輸:

如果要寫 MPU-60X0 寄存器,主設備除了發出開始標誌(S)和地址位,還要加一個 R/W 位,0 爲寫,1 爲讀。在第 9 個時鐘週期(高電平時),MPU-60X0 產生應答信號。然 後主設備開始傳送寄存器地址(RA),接到應答後,開始傳送寄存器數據,然後仍然要有應 答信號,依次類推。

單字節寫時序:在這裏插入圖片描述
多字節寫時序:
在這裏插入圖片描述
如果要讀取 MPU-60X0 寄存器的值,首先由主設備產生開始信號(S),然後發送從設 備地址位和一個寫數據位,然後發送寄存器地址,才能開始讀寄存器。緊接着,收到應答信 號後,主設備再發一個開始信號,然後發送從設備地址位和一個讀數據位。然後,作爲從設 備的 MPU-60X0 產生應答信號並開始發送寄存器數據。通信以主設備產生的拒絕應答信號 (NACK)和結束標誌(P)結束。拒絕應答信號(NACK)產生定義爲 SDA 數據在第 9 個 時鐘週期一直爲高。
在這裏插入圖片描述
三·STM32控制MPU6050
1.硬件連接
實驗採用正點原子公司的 AN1507 ATK-MPU6050 六軸傳感器模塊

MPU6050             STM32
VCC         <--->   VCC
GND         <--->   GND
SDA         <--->   PB9
SCL         <--->   PB8
INT         <--->   不接
AD0         <--->   不接
  1. 重要寄存器
    2.1 電源管理寄存器 1
    在這裏插入圖片描述
    DEVICE_RESET 位用來控制復位,設置爲 1,復位 MPU6050,復位結束後, MPU
    硬件自動清零該位

SLEEEP 位用於控制 MPU6050 的工作模式,復位後,該位爲 1,即進
入了睡眠模式(低功耗),所以我們要清零該位,以進入正常工作模式

TEMP_DIS 用於設置是否使能溫度傳感器,設置爲 0,則使能

CLKSEL[2:0]用於選擇系統時鐘源,選擇關係如表

CLKSEL[2:0]	時鐘源
000	內部 8M RC 晶振
001	PLL,使用 X 軸陀螺作爲參考
010	PLL,使用 Y 軸陀螺作爲參考
011	PLL,使用 Z 軸陀螺作爲參考
100	PLL,使用外部 32.768Khz 作爲參考
101	PLL,使用外部 19.2Mhz 作爲參考
110	保留
111	關閉時鐘,保持時序產生電路復位狀態

默認是使用內部 8M RC 晶振的,精度不高,所以我們一般選擇 X/Y/Z 軸陀螺作爲參考
的 PLL 作爲時鐘源,一般設置 CLKSEL=001 即可

2.2 陀螺儀配置寄存器
在這裏插入圖片描述
FS_SEL[1:0]這兩個位,用於設置陀螺儀的滿量程範圍: 0,±250°
/S; 1,±500° /S; 2,±1000° /S; 3,±2000° /S;我們一般設置爲 3,即±2000° /S,因
爲陀螺儀的 ADC 爲 16 位分辨率,所以得到靈敏度爲: 65536/4000=16.4LSB/(° /S)

2.3 加速度傳感器配置寄存器
在這裏插入圖片描述
AFS_SEL[1:0]這兩個位,用於設置加速度傳感器的滿量程範圍: 0,
±2g; 1,±4g; 2,±8g; 3,±16g;我們一般設置爲 0,即±2g,因爲加速度傳感器的
ADC 也是 16 位,所以得到靈敏度爲: 65536/4=16384LSB/g

2.4 FIFO使能寄存器
在這裏插入圖片描述
該寄存器用於控制 FIFO 使能,在簡單讀取傳感器數據的時候,可以不用 FIFO,設置
對應位爲 0 即可禁止 FIFO,設置爲 1,則使能 FIFO

加速度傳感器的 3 個軸,全由 1
個位( ACCEL_FIFO_EN)控制,只要該位置 1,則加速度傳感器的三個通道都開啓 FIFO

2.5 陀螺儀採樣率分頻寄存器
在這裏插入圖片描述
該寄存器用於設置 MPU6050 的陀螺儀採樣頻率,計算公式爲:

採樣頻率 = 陀螺儀輸出頻率 / (1+SMPLRT_DIV)

這裏陀螺儀的輸出頻率,是 1Khz 或者 8Khz,與數字低通濾波器( DLPF)的設置有關,
當 DLPF_CFG=0/7 的時候,頻率爲 8Khz,其他情況是 1Khz。而且 DLPF 濾波頻率一般設置
爲採樣率的一半。採樣率,我們假定設置爲 50Hz,那麼 SMPLRT_DIV=1000/50-1=19

2.6 配置寄存器
在這裏插入圖片描述
數字低通濾波器( DLPF)的設置位,即: DLPF_CFG[2:0],加速
度計和陀螺儀,都是根據這三個位的配置進行過濾的。 DLPF_CFG 不同配置對應的過濾情
況如表:
在這裏插入圖片描述
這裏的加速度傳感器,輸出速率( Fs)固定是 1Khz,而角速度傳感器的輸出速率( Fs),
則根據 DLPF_CFG 的配置有所不同。一般我們設置角速度傳感器的帶寬爲其採樣率的一半,
如前面所說的,如果設置採樣率爲 50Hz,那麼帶寬就應該設置爲 25Hz,取近似值 20Hz,
就應該設置 DLPF_CFG=100

2.7 電源管理寄存器 2
在這裏插入圖片描述
LP_WAKE_CTRL 用於控制低功耗時的喚醒頻率

剩下的 6 位,分別控制加速度和陀螺儀的x/y/z軸是否進入待機模式,這裏我們全部都不進入待機模式,所以全部設置爲 0 即可

2.8 陀螺儀數據輸出寄存器
在這裏插入圖片描述
通過讀取這6個寄存器,就可以讀到陀螺儀 x/y/z 軸的值,比如 x 軸的數據,可以通過讀取
0X43(高 8 位)和 0X44(低 8 位)寄存器得到,其他軸以此類推

2.9 加速度傳感器數據輸出寄存器
在這裏插入圖片描述
通過讀取這6個寄存器,就可以讀到加速度傳感器 x/y/z 軸的值,比如讀 x 軸的數據,可以通過讀取 0X3B(高 8 位)和0X3C(低8位)寄存器得到,其他軸以此類推

2.10 溫度傳感器數據輸出寄存器
溫度傳感器的值,可以通過讀取 0X41(高 8 位)和 0X42(低 8 位)寄存器得到,
溫度換算公式爲:

Temperature = 36.53 + regval/340

其中, Temperature 爲計算得到的溫度值,單位爲℃, regval 爲從 0X41 和 0X42 讀到的
溫度傳感器值

2.11 中斷使能寄存器
在這裏插入圖片描述
OT_EN 該位置 1,該位使能運動檢測(Motiondetection)產生中斷。

FIFO_OFLOW_EN該位置1,該位使能FIFO緩衝區溢出產生中斷。

I2C_MST_INT_EN該位置1,該位使能I2C主機所有中斷源產生中斷。

DATA_RDY_EN 該位置 1,該位使能數據就緒中斷( Data Ready interrupt),所有的傳感器寄存器寫操作完成時都會產生

關閉所有中斷則給此寄存器賦值0X00

3、軟件部分

mpu_iic.h // iic驅動

#ifndef _MPU_IIC_H
#define _MPU_IIC_H

#include "stm32l1xx_hal.h"
#include "stdint.h"
#include "main.h"

#define MPU6050_SCL_H         HAL_GPIO_WritePin(MPU_SCL_GPIO_Port, MPU_SCL_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define MPU6050_SCL_L         HAL_GPIO_WritePin(MPU_SCL_GPIO_Port, MPU_SCL_Pin, GPIO_PIN_RESET)
    
#define MPU6050_SDA_H         HAL_GPIO_WritePin(MPU_SDA_GPIO_Port, MPU_SDA_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define MPU6050_SDA_L         HAL_GPIO_WritePin(MPU_SDA_GPIO_Port, MPU_SDA_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define MPU6050_SCL_read     HAL_GPIO_ReadPin(MPU_SCL_GPIO_Port,MPU_SCL_Pin) 
#define MPU6050_SDA_read     HAL_GPIO_ReadPin(MPU_SDA_GPIO_Port,MPU_SDA_Pin) 
 

void MPU6050_I2C_delay(void);
bool MPU6050_I2C_Start(void);
void MPU6050_I2C_Stop(void) ;
void MPU6050_I2C_Ack(void);
void MPU6050_I2C_NoAck(void);
uint8_t MPU6050_I2C_WaitAck(void);
void MPU6050_I2C_SendByte(uint8_t SendByte);
uint8_t MPU6050_I2C_ReceiveByte(uint8_t ack);
bool MPU6050_I2C_Write(uint8_t dev,uint8_t WriteAddr,uint8_t WriteData);
bool MPU6050_I2C_Write2(uint8_t WriteAddr,uint8_t WriteData);
uint8_t MPU6050_I2C_Read(uint8_t dev,uint8_t WriteAddr);
uint8_t MPU6050_I2C_Read2(uint8_t WriteAddr) ;
void MPU6050_I2C_DevRead(uint8_t devaddr,uint8_t addr,uint8_t len,uint8_t *rbuf);
void MPU6050_I2C_DevWrite(uint8_t devaddr,uint8_t addr,uint8_t len,uint8_t *wbuf);

#endif

mpu_iic.c

#include "mpu_iic.h"

void MPU6050_I2C_delay(void) 
{ 
   uint16_t i=160; //Set delay time value
   while(i)  
   {  
     i--;  
   }  
} 
/**
  * @brief I2C Start
  * @param None
  * @retval None
  */
bool MPU6050_I2C_Start(void) 
{ 
	MPU6050_SDA_H;
	MPU6050_I2C_delay();
	MPU6050_SCL_H;
	MPU6050_I2C_delay();
	if(!MPU6050_SDA_read)return FALSE;	//SDA Always low return FALSE
	MPU6050_SDA_L;
	MPU6050_I2C_delay();
	if(MPU6050_SDA_read) return FALSE;	//SDA Always high return FALSE
	MPU6050_SCL_L;
	MPU6050_I2C_delay();
	return TRUE;
} 
/**
  * @brief I2C Stop
  * @param None
  * @retval None
  */
void MPU6050_I2C_Stop(void) 
{ 
  MPU6050_SCL_L;
  MPU6050_I2C_delay();	
	MPU6050_SDA_L; 
	MPU6050_I2C_delay();
	MPU6050_SCL_H; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	MPU6050_SDA_H; 
	MPU6050_I2C_delay();
} 
/**
  * @brief I2C Ack
  * @param None
  * @retval None
  */
void MPU6050_I2C_Ack(void) 
{ 
  MPU6050_SCL_L; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	MPU6050_SDA_L; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	MPU6050_SCL_H; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	MPU6050_SCL_L; 
	MPU6050_I2C_delay(); 


} 
/**
  * @brief I2C No Ack
  * @param None
  * @retval None
  */
void MPU6050_I2C_NoAck(void) 
{ 
  MPU6050_SCL_L; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	MPU6050_SDA_H; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	MPU6050_SCL_H; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	MPU6050_SCL_L; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
}
/**
  * @brief  Wait Ack
  * @param  None
  * @retval bool FALSE:1--->no ACK 
  *              TRUE :0--->ACK
  */
uint8_t MPU6050_I2C_WaitAck(void)
{ 
	uint8_t re;
	MPU6050_SCL_L; 
	MPU6050_I2C_delay();
	MPU6050_SDA_H; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	MPU6050_SCL_H; 
	MPU6050_I2C_delay(); 
	if(MPU6050_SDA_read) 
	{ 
    re=1;   
	} 
	else re=0;
	MPU6050_SCL_L; 
	return re; 
}
/**
  * @brief Send one Byte
  * @param uint8_t SendByte
  * @retval None
  */
void MPU6050_I2C_SendByte(uint8_t SendByte)
{ 
	uint8_t i=8;
	
  while(i--) 
  { 	
		MPU6050_SCL_L;
		MPU6050_I2C_delay(); 
    if(SendByte&0x80) 
		{
     MPU6050_SDA_H; 
		}			
    else
		{			
     MPU6050_SDA_L; 
		}			
    SendByte<<=1; 
    MPU6050_I2C_delay(); 
		MPU6050_SCL_H; 
    MPU6050_I2C_delay(); 
		
  } 
	MPU6050_SCL_L; 	 
}
/**
  * @brief Receive one Byte
  * @param uint8_t ack
  * @retval receive  receive one byte
  */
uint8_t MPU6050_I2C_ReceiveByte(uint8_t ack) 
{  
	unsigned char i=8,receive=0; 	 
			MPU6050_SDA_H;	
    while(i--)
    {
        receive<<=1;      
        MPU6050_SCL_L;
        MPU6050_I2C_delay();
	     MPU6050_SCL_H;
        MPU6050_I2C_delay();
        if(MPU6050_SDA_read)
        {
          receive|=0x01;
        }
    }
    MPU6050_SCL_L;
    if (!ack)
        MPU6050_I2C_NoAck();  //Send Nack
    else
        MPU6050_I2C_Ack();   //Send ack  
    return receive;
} 
/**
  * @brief Write a Byte to the device
  * @param uint8_t WriteAddr,uint8_t WriteData
  * @retval bool FALSE: 0
  *              TRUE : 1
  */
bool MPU6050_I2C_Write(uint8_t dev,uint8_t WriteAddr,uint8_t WriteData) 
{ 
	MPU6050_I2C_Start();  
	MPU6050_I2C_SendByte(dev); //Send write cmd   
	MPU6050_I2C_WaitAck();	   
	MPU6050_I2C_SendByte(WriteAddr); //Send addr                                                    
	MPU6050_I2C_WaitAck(); 	 										  		   
	MPU6050_I2C_SendByte(WriteData); //Send data                                             						   
	MPU6050_I2C_WaitAck();  		    	   
	MPU6050_I2C_Stop();		   	//iic stop
	return TRUE;
} 
/********************************************************************/
bool MPU6050_I2C_Write2(uint8_t WriteAddr,uint8_t WriteData)   
{ 
    if (!MPU6050_I2C_Start()) return FALSE; 
    MPU6050_I2C_SendByte(0x10);//設置器件地址+段地址  
    if (!MPU6050_I2C_WaitAck()) 
		{ 
			MPU6050_I2C_Stop();  
			return FALSE; 
		} 
    MPU6050_I2C_SendByte(WriteAddr);   //設置段內地址       
		MPU6050_I2C_WaitAck(); 
   
		MPU6050_I2C_SendByte(WriteData); 
		MPU6050_I2C_WaitAck(); 
		MPU6050_I2C_Stop(); 
 
		return TRUE; 
} 
/************************************************************************/
/**
  * @brief Read a byte from the device
  * @param uint8_t WriteAddr
  * @retval temp  Return the read byte 
  */      
uint8_t MPU6050_I2C_Read(uint8_t dev,uint8_t WriteAddr) 
{ 
	uint8_t temp=0;		  	    																 
	MPU6050_I2C_Start();  
	MPU6050_I2C_SendByte(dev);  //Send write cmd                                      	   
	MPU6050_I2C_WaitAck(); 
	MPU6050_I2C_SendByte(WriteAddr); //Send addr                        
	MPU6050_I2C_WaitAck();	

	MPU6050_I2C_Start();  	 	   
	MPU6050_I2C_SendByte(dev|1);  //Send read cmd                                               
	MPU6050_I2C_WaitAck();	 
	temp=MPU6050_I2C_ReceiveByte(0);			   
	MPU6050_I2C_Stop();                   	    
	return temp;
} 
/*********************************************************************************/
//讀出1串數據          
uint8_t MPU6050_I2C_Read2(uint8_t WriteAddr) 
{ 
	uint8_t tempDat=0;	
	if (!MPU6050_I2C_Start()) return FALSE; 
  MPU6050_I2C_SendByte(0x77);//設置器件地址+段地址  

  if (!MPU6050_I2C_WaitAck())  
	{ 
		MPU6050_I2C_Stop();  
		return FALSE; 
	} 
    MPU6050_I2C_SendByte(WriteAddr);   //設置低起始地址       
    MPU6050_I2C_WaitAck(); 
    MPU6050_I2C_Start(); 
    MPU6050_I2C_SendByte(0x77 | 0x01); 
    MPU6050_I2C_WaitAck(); 
    tempDat = MPU6050_I2C_ReceiveByte(0);  
    MPU6050_I2C_Stop(); 

		return tempDat; 
} 
/**
  * @brief Read continuously
  * @param uint8_t devaddr  device addr
  *        uint8_t addr     Start addr 
  *        uint8_t len      read data length
  *        uint8_t *rbuf    read data buf 
  * @retval None
  */ 
void MPU6050_I2C_DevRead(uint8_t devaddr,uint8_t addr,uint8_t len,uint8_t *rbuf)
{
	int i=0;
	MPU6050_I2C_Start();  
	MPU6050_I2C_SendByte(devaddr);  
	if(!MPU6050_I2C_WaitAck())
	{
	  MPU6050_I2C_Stop();
		return ;
	}		
	MPU6050_I2C_SendByte(addr);  //address ++ 
	if(!MPU6050_I2C_WaitAck())
	{
	  MPU6050_I2C_Stop();
		return ;
	}	
	MPU6050_I2C_Start();
	MPU6050_I2C_SendByte(devaddr|0x01);  	
	if(!MPU6050_I2C_WaitAck())
	{
	  MPU6050_I2C_Stop();
		return ;
	}		
	for(i=0; i<len; i++)
	{

		if(i==len-1)
		{
			rbuf[i]=MPU6050_I2C_ReceiveByte(0);  //The last byte does not answer
		}
		else
			rbuf[i]=MPU6050_I2C_ReceiveByte(1);
	}
	MPU6050_I2C_Stop( );	
}

/**
  * @brief Write continuously
  * @param uint8_t devaddr  device addr
  *        uint8_t addr     Start addr 
  *        uint8_t len      read data length
  *        uint8_t *rbuf    read data buf 
  * @retval None
  */ 
void MPU6050_I2C_DevWrite(uint8_t devaddr,uint8_t addr,uint8_t len,uint8_t *wbuf)
{
	int i=0;
	MPU6050_I2C_Start();  
	MPU6050_I2C_SendByte(devaddr);  	
	MPU6050_I2C_WaitAck();	
	MPU6050_I2C_SendByte(addr);  //address ++ 
	MPU6050_I2C_WaitAck();	
	for(i=0; i<len; i++)
	{
		MPU6050_I2C_SendByte(wbuf[i]);  
		MPU6050_I2C_WaitAck();		
	}
	MPU6050_I2C_Stop( );	
}

mpu6050.h

#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H
#include "mpu_iic.h"   												  	  
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////	 
//本程序只供學習使用,未經作者許可,不得用於其它任何用途
//ALIENTEK戰艦STM32開發板V3
//MPU6050 驅動代碼	   
//正點原子@ALIENTEK
//技術論壇:www.openedv.com
//創建日期:2015/1/17
//版本:V1.0
//版權所有,盜版必究。
//Copyright(C) 廣州市星翼電子科技有限公司 2009-2019
//All rights reserved									  
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
 
//MPU6050 AD0控制腳
#define MPU_AD0_CTRL			PAout(15)	//控制AD0電平,從而控制MPU地址

//#define MPU_ACCEL_OFFS_REG		0X06	//accel_offs寄存器,可讀取版本號,寄存器手冊未提到
//#define MPU_PROD_ID_REG			0X0C	//prod id寄存器,在寄存器手冊未提到
#define MPU_SELF_TESTX_REG		0X0D	//自檢寄存器X
#define MPU_SELF_TESTY_REG		0X0E	//自檢寄存器Y
#define MPU_SELF_TESTZ_REG		0X0F	//自檢寄存器Z
#define MPU_SELF_TESTA_REG		0X10	//自檢寄存器A
#define MPU_SAMPLE_RATE_REG		0X19	//採樣頻率分頻器
#define MPU_CFG_REG				0X1A	//配置寄存器
#define MPU_GYRO_CFG_REG		0X1B	//陀螺儀配置寄存器
#define MPU_ACCEL_CFG_REG		0X1C	//加速度計配置寄存器
#define MPU_MOTION_DET_REG		0X1F	//運動檢測閥值設置寄存器
#define MPU_FIFO_EN_REG			0X23	//FIFO使能寄存器
#define MPU_I2CMST_CTRL_REG		0X24	//IIC主機控制寄存器
#define MPU_I2CSLV0_ADDR_REG	0X25	//IIC從機0器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV0_REG			0X26	//IIC從機0數據地址寄存器
#define MPU_I2CSLV0_CTRL_REG	0X27	//IIC從機0控制寄存器
#define MPU_I2CSLV1_ADDR_REG	0X28	//IIC從機1器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV1_REG			0X29	//IIC從機1數據地址寄存器
#define MPU_I2CSLV1_CTRL_REG	0X2A	//IIC從機1控制寄存器
#define MPU_I2CSLV2_ADDR_REG	0X2B	//IIC從機2器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV2_REG			0X2C	//IIC從機2數據地址寄存器
#define MPU_I2CSLV2_CTRL_REG	0X2D	//IIC從機2控制寄存器
#define MPU_I2CSLV3_ADDR_REG	0X2E	//IIC從機3器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV3_REG			0X2F	//IIC從機3數據地址寄存器
#define MPU_I2CSLV3_CTRL_REG	0X30	//IIC從機3控制寄存器
#define MPU_I2CSLV4_ADDR_REG	0X31	//IIC從機4器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV4_REG			0X32	//IIC從機4數據地址寄存器
#define MPU_I2CSLV4_DO_REG		0X33	//IIC從機4寫數據寄存器
#define MPU_I2CSLV4_CTRL_REG	0X34	//IIC從機4控制寄存器
#define MPU_I2CSLV4_DI_REG		0X35	//IIC從機4讀數據寄存器

#define MPU_I2CMST_STA_REG		0X36	//IIC主機狀態寄存器
#define MPU_INTBP_CFG_REG		0X37	//中斷/旁路設置寄存器
#define MPU_INT_EN_REG			0X38	//中斷使能寄存器
#define MPU_INT_STA_REG			0X3A	//中斷狀態寄存器

#define MPU_ACCEL_XOUTH_REG		0X3B	//加速度值,X軸高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_XOUTL_REG		0X3C	//加速度值,X軸低8位寄存器
#define MPU_ACCEL_YOUTH_REG		0X3D	//加速度值,Y軸高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_YOUTL_REG		0X3E	//加速度值,Y軸低8位寄存器
#define MPU_ACCEL_ZOUTH_REG		0X3F	//加速度值,Z軸高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_ZOUTL_REG		0X40	//加速度值,Z軸低8位寄存器

#define MPU_TEMP_OUTH_REG		0X41	//溫度值高八位寄存器
#define MPU_TEMP_OUTL_REG		0X42	//溫度值低8位寄存器

#define MPU_GYRO_XOUTH_REG		0X43	//陀螺儀值,X軸高8位寄存器
#define MPU_GYRO_XOUTL_REG		0X44	//陀螺儀值,X軸低8位寄存器
#define MPU_GYRO_YOUTH_REG		0X45	//陀螺儀值,Y軸高8位寄存器
#define MPU_GYRO_YOUTL_REG		0X46	//陀螺儀值,Y軸低8位寄存器
#define MPU_GYRO_ZOUTH_REG		0X47	//陀螺儀值,Z軸高8位寄存器
#define MPU_GYRO_ZOUTL_REG		0X48	//陀螺儀值,Z軸低8位寄存器

#define MPU_I2CSLV0_DO_REG		0X63	//IIC從機0數據寄存器
#define MPU_I2CSLV1_DO_REG		0X64	//IIC從機1數據寄存器
#define MPU_I2CSLV2_DO_REG		0X65	//IIC從機2數據寄存器
#define MPU_I2CSLV3_DO_REG		0X66	//IIC從機3數據寄存器

#define MPU_I2CMST_DELAY_REG	0X67	//IIC主機延時管理寄存器
#define MPU_SIGPATH_RST_REG		0X68	//信號通道復位寄存器
#define MPU_MDETECT_CTRL_REG	0X69	//運動檢測控制寄存器
#define MPU_USER_CTRL_REG		0X6A	//用戶控制寄存器
#define MPU_PWR_MGMT1_REG		0X6B	//電源管理寄存器1
#define MPU_PWR_MGMT2_REG		0X6C	//電源管理寄存器2 
#define MPU_FIFO_CNTH_REG		0X72	//FIFO計數寄存器高八位
#define MPU_FIFO_CNTL_REG		0X73	//FIFO計數寄存器低八位
#define MPU_FIFO_RW_REG			0X74	//FIFO讀寫寄存器
#define MPU_DEVICE_ID_REG		0X75	//器件ID寄存器
 
//如果AD0腳(9腳)接地,IIC地址爲0X68(不包含最低位).
//如果接V3.3,則IIC地址爲0X69(不包含最低位).
#define MPU_ADDR				0X68


////因爲模塊AD0默認接GND,所以轉爲讀寫地址後,爲0XD1和0XD0(如果接VCC,則爲0XD3和0XD2)  
//#define MPU_READ    0XD1
//#define MPU_WRITE   0XD0

uint8_t MPU1_Init(void); 								//初始化MPU6050
uint8_t MPU_Write_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf);//IIC連續寫
uint8_t MPU_Read_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf); //IIC連續讀 
uint8_t MPU_Write_Byte(uint8_t reg,uint8_t data);				//IIC寫一個字節
uint8_t MPU_Read_Byte(uint8_t reg);						//IIC讀一個字節

uint8_t MPU_Set_Gyro_Fsr(uint8_t fsr);
uint8_t MPU_Set_Accel_Fsr(uint8_t fsr);
uint8_t MPU_Set_LPF(uint16_t lpf);
uint8_t MPU_Set_Rate(uint16_t rate);
uint8_t MPU_Set_Fifo(uint8_t sens);


short MPU_Get_Temperature(void);
uint8_t MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz);
uint8_t MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az);

#endif

mpu6050.c

#include "mpu6050.h"

#include "usart.h"   
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////	 
//本程序只供學習使用,未經作者許可,不得用於其它任何用途
//ALIENTEK戰艦STM32開發板V3
//MPU6050 驅動代碼	   
//正點原子@ALIENTEK
//技術論壇:www.openedv.com
//創建日期:2015/1/17
//版本:V1.0
//版權所有,盜版必究。
//Copyright(C) 廣州市星翼電子科技有限公司 2009-2019
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////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
 
//初始化MPU6050
//返回值:0,成功
//    其他,錯誤代碼
uint8_t MPU1_Init(void)
{ 
	uint8_t res;	
	MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80);	//復位MPU6050
  HAL_Delay(100);
	MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00);	//喚醒MPU605
	MPU_Set_Gyro_Fsr(3);					//陀螺儀傳感器,±2000dps
	MPU_Set_Accel_Fsr(0);					//加速度傳感器,±2g
	MPU_Set_Rate(50);						//設置採樣率50Hz
	MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00);	//關閉所有中斷
	MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00);	//I2C主模式關閉
	MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00);	//關閉FIFO
	MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80);	//INT引腳低電平有效
	res=MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);
	printf("%d/r/n",res);
	if(res==MPU_ADDR)//器件ID正確
	{
		MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01);	//設置CLKSEL,PLL X軸爲參考
		MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00);	//加速度與陀螺儀都工作
		MPU_Set_Rate(50);						//設置採樣率爲50Hz
 	}else return 1;
	return 0;
}
//設置MPU6050陀螺儀傳感器滿量程範圍
//fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps
//返回值:0,設置成功
//    其他,設置失敗 
uint8_t MPU_Set_Gyro_Fsr(uint8_t fsr)
{
	return MPU_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3);//設置陀螺儀滿量程範圍  
}
//設置MPU6050加速度傳感器滿量程範圍
//fsr:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g
//返回值:0,設置成功
//    其他,設置失敗 
uint8_t MPU_Set_Accel_Fsr(uint8_t fsr)
{
	return MPU_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3);//設置加速度傳感器滿量程範圍  
}
//設置MPU6050的數字低通濾波器
//lpf:數字低通濾波頻率(Hz)
//返回值:0,設置成功
//    其他,設置失敗 
uint8_t MPU_Set_LPF(uint16_t lpf)
{
	uint8_t data=0;
	if(lpf>=188)data=1;
	else if(lpf>=98)data=2;
	else if(lpf>=42)data=3;
	else if(lpf>=20)data=4;
	else if(lpf>=10)data=5;
	else data=6; 
	return MPU_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data);//設置數字低通濾波器  
}
//設置MPU6050的採樣率(假定Fs=1KHz)
//rate:4~1000(Hz)
//返回值:0,設置成功
//    其他,設置失敗 
uint8_t MPU_Set_Rate(uint16_t rate)
{
	uint8_t data;
	if(rate>1000)rate=1000;
	if(rate<4)rate=4;
	data=1000/rate-1;
	data=MPU_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG,data);	//設置數字低通濾波器
 	return MPU_Set_LPF(rate/2);	//自動設置LPF爲採樣率的一半
}

//得到溫度值
//返回值:溫度值(擴大了100倍)
short MPU_Get_Temperature(void)
{
    uint8_t buf[2]; 
    short raw;
	float temp;
	MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_TEMP_OUTH_REG,2,buf); 
    raw=((uint16_t)buf[0]<<8)|buf[1];  
    temp=36.53+((double)raw)/340;  
    return temp*100;;
}
//得到陀螺儀值(原始值)
//gx,gy,gz:陀螺儀x,y,z軸的原始讀數(帶符號)
//返回值:0,成功
//    其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz)
{
    uint8_t buf[6],res;  
	res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_GYRO_XOUTH_REG,6,buf);
	if(res==0)
	{
		*gx=((uint16_t)buf[0]<<8)|buf[1];  
		*gy=((uint16_t)buf[2]<<8)|buf[3];  
		*gz=((uint16_t)buf[4]<<8)|buf[5];
	} 	
    return res;;
}
//得到加速度值(原始值)
//gx,gy,gz:陀螺儀x,y,z軸的原始讀數(帶符號)
//返回值:0,成功
//    其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
{
    uint8_t buf[6],res;  
	res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_ACCEL_XOUTH_REG,6,buf);
	if(res==0)
	{
		*ax=((uint16_t)buf[0]<<8)|buf[1];  
		*ay=((uint16_t)buf[2]<<8)|buf[3];  
		*az=((uint16_t)buf[4]<<8)|buf[5];
	} 	
    return res;;
}
//IIC連續寫
//addr:器件地址 
//reg:寄存器地址
//len:寫入長度
//buf:數據區
//返回值:0,正常
//    其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Write_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf)
{
	uint8_t i; 
    MPU6050_I2C_Start(); 
	MPU6050_I2C_SendByte((addr<<1)|0);//發送器件地址+寫命令	
	if(MPU6050_I2C_WaitAck())	//等待應答
	{
		MPU6050_I2C_Stop();		 
		return 1;		
	}
    MPU6050_I2C_SendByte(reg);	//寫寄存器地址
    MPU6050_I2C_WaitAck();		//等待應答
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		MPU6050_I2C_SendByte(buf[i]);	//發送數據
		if(MPU6050_I2C_WaitAck())		//等待ACK
		{
			MPU6050_I2C_Stop();	 
			return 1;		 
		}		
	}    
    MPU6050_I2C_Stop();	 
	return 0;	
} 
//IIC連續讀
//addr:器件地址
//reg:要讀取的寄存器地址
//len:要讀取的長度
//buf:讀取到的數據存儲區
//返回值:0,正常
//    其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Read_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf)
{ 
 	MPU6050_I2C_Start(); 
	MPU6050_I2C_SendByte((addr<<1)|0);//發送器件地址+寫命令	
	if(MPU6050_I2C_WaitAck())	//等待應答
	{
		MPU6050_I2C_Stop();		 
		return 1;		
	}
    MPU6050_I2C_SendByte(reg);	//寫寄存器地址
    MPU6050_I2C_WaitAck();		//等待應答
    MPU6050_I2C_Start();
	MPU6050_I2C_SendByte((addr<<1)|1);//發送器件地址+讀命令	
    MPU6050_I2C_WaitAck();		//等待應答 
	while(len)
	{
		if(len==1)*buf=MPU6050_I2C_ReceiveByte(0);//讀數據,發送nACK 
		else *buf=MPU6050_I2C_ReceiveByte(1);		//讀數據,發送ACK  
		len--;
		buf++; 
	}    
    MPU6050_I2C_Stop();	//產生一個停止條件 
	return 0;	
}
//IIC寫一個字節 
//reg:寄存器地址
//data:數據
//返回值:0,正常
//    其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Write_Byte(uint8_t reg,uint8_t data) 				 
{ 
    MPU6050_I2C_Start(); 
	MPU6050_I2C_SendByte((MPU_ADDR<<1)|0);//發送器件地址+寫命令	
	if(MPU6050_I2C_WaitAck())	//等待應答
	{
		MPU6050_I2C_Stop();		 
		return 1;		
	}
    MPU6050_I2C_SendByte(reg);	//寫寄存器地址
    MPU6050_I2C_WaitAck();		//等待應答 
	MPU6050_I2C_SendByte(data);//發送數據
	if(MPU6050_I2C_WaitAck())	//等待ACK
	{
		MPU6050_I2C_Stop();	 
		return 1;		 
	}		 
    MPU6050_I2C_Stop();	 
	return 0;
}
//IIC讀一個字節 
//reg:寄存器地址 
//返回值:讀到的數據
uint8_t MPU_Read_Byte(uint8_t reg)
{
	uint8_t res;
    MPU6050_I2C_Start(); 
	MPU6050_I2C_SendByte((MPU_ADDR<<1)|0);//發送器件地址+寫命令	
	MPU6050_I2C_WaitAck();		//等待應答 
    MPU6050_I2C_SendByte(reg);	//寫寄存器地址
    MPU6050_I2C_WaitAck();		//等待應答
    MPU6050_I2C_Start();
	MPU6050_I2C_SendByte((MPU_ADDR<<1)|1);//發送器件地址+讀命令	
    MPU6050_I2C_WaitAck();		//等待應答 
	res=MPU6050_I2C_ReceiveByte(0);//讀取數據,發送nACK 
    MPU6050_I2C_Stop();			//產生一個停止條件 
	return res;		
}

添加原子哥的官方算法的這六個文件
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
上邊文件中有5個可以直接用,只有inv_mpu.c中要添加如圖的代碼
在這裏插入圖片描述
main.c

  uint8_t t=0,report=1;			//默認開啓上報
	uint8_t key;
	float pitch,roll,yaw; 		//歐拉角
	short aacx,aacy,aacz;		//加速度傳感器原始數據
	short gyrox,gyroy,gyroz;	//陀螺儀原始數據
	short temp;					//溫度	
 unsigned char str[255];
int main(void)
{
		MPU1_Init();
		while(mpu_dmp_init())
 	{
		OLED_ShowStr(0,0,"mpu6050erry",2);
		printf("%d\r\n",mpu_dmp_init());
	} 
	  	while(1)
	{
		if(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)==0)
		{ 
			printf("123%d\r\n",mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw));
			temp=MPU_Get_Temperature();	//得到溫度值
			MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);	//得到加速度傳感器數據
			MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);	//得到陀螺儀數據
//			if(report)mpu6050_send_data(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz);//用自定義幀發送加速度和陀螺儀原始數據
//			if(report)usart1_report_imu(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz,(int)(roll*100),(int)(pitch*100),(int)(yaw*10));
			if(1)
			{ 
//===========溫度==========
				if(temp<0)
				{
					OLED_ShowStr(0,0,"-",2);		//顯示負號
					temp=-temp;		//轉爲正數
				}else OLED_ShowStr(0,0,"+",2);		//去掉負號 
				sprintf(str,"%d.%d",(int)(temp/100),(int)(temp%10));	  
				OLED_ShowStr(8,0,(unsigned char *)str,2);		//顯示整數部分
//=============================
				temp=pitch*10;
				if(temp<0)
				{
					OLED_ShowStr(0,2,"-",2);		//顯示負號
					temp=-temp;		//轉爲正數
				}else OLED_ShowStr(0,2,"+",2);		//去掉負號 
				sprintf(str,"%d.%d",(int)(temp/10),(int)(temp%10));	 
				OLED_ShowStr(8,2,(unsigned char *)str,2);		//顯示整數部分
//=======================				
				temp=roll*10;
				if(temp<0)
				{
					OLED_ShowStr(0,4,"-",2);		//顯示負號
					temp=-temp;		//轉爲正數
				}else OLED_ShowStr(0,4,"+",2);		//去掉負號
				sprintf(str,"%d.%d",(int)(temp/10),(int)(temp%10));	 
 				OLED_ShowStr(8,4,(unsigned char *)str,2);		//顯示整數部分
//==========================				
				temp=yaw*10;
				if(temp<0)
				{
					OLED_ShowStr(0,6,"-",2);		//顯示負號
					temp=-temp;		//轉爲正數
				}else OLED_ShowStr(0,6,"+",2);		//去掉負號 
				sprintf(str,"%d.%d",(int)(temp/10),(int)(temp%10));	 
 				OLED_ShowStr(8,6,(unsigned char *)str,2);		//顯示整數部分
				t=0;
			}
		}
	} 
}	

最後文末添加算法的.c .h代碼文件

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