筑巢网站,上海房产网二手房出售信息,网名logo设计制作,镇江网站建设制作公司1. MPU6050简介
MPU6050是一个6轴姿态传感器#xff0c;可以测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数#xff0c;通过数据融合#xff0c;可进一步得到姿态角#xff0c;常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景3轴加速度计#xff08;Accelerometer#xff…1. MPU6050简介
MPU6050是一个6轴姿态传感器可以测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数通过数据融合可进一步得到姿态角常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景3轴加速度计Accelerometer测量X、Y、Z轴的加速度3轴陀螺仪传感器Gyroscope测量X、Y、Z轴的角速度 1.1 主要参数
16位ADC采集传感器的模拟信号量化范围-32768~32767加速度计满量程选择±2、±4、±8、±16g陀螺仪满量程选择 ±250、±500、±1000、±2000°/sec可配置的数字低通滤波器可配置的时钟源可配置的采样分频
I2C从机地址1101000AD00、1101001AD01 如果在程序中用十六进制表示一般有两种表示方式以1101000地址为例。第一种直接把7位二进制数转换为十六进制110 1000就是0x68所以可以说MPU6050的从机地址是0x68。在I2C通信时序中第一个字节的高7位是从机地址最低位是读写位所以如果认为0x68是从机地址在发送第一个字节时需要先把0x68左移1位再按位或上读写位。第二种把0x68左移1位后的数据当做从机地址。0x68左移1位后是0xD0则MPU6050的从机地址就是0xD0这时在实际发送第一个字节时如果需要写就直接把0xD0当作第一个字节如果需要读就或上0x01即0xD1当作第一个字节。
1.2 硬件电路 MPU6050模块原理图 XCL、XDAMPU6050的6轴传感器不够用需要进行扩展时使用通常用于外接磁力计或者气压计MPU6050的主机接口可以直接访问这些扩展芯片的数据在MPU6050内有DMP单元进行数据融合和姿态解算。
1.3 模块框图 2. 软件I2C读写MPU6050
2.1 接线图
SCL接PB10、SDA接PB11。由于本节代码使用的是软件I2C即用普通的GPIO口手动翻转电平不需要STM32内部的外设资源支持所以这里端口可以任意指定也可以SCL接PA8SDA接PA9等。
根据I2C协议的硬件规定SCL和SDA均应外挂上拉电阻由于模块内部自带上拉电阻所以不需要外接。XCL和XDA用于扩展的接口不使用。AD0引脚修改从机地址的最低位由于模块内接了下拉电阻所以引脚悬空相当于接地。INT中断信号输出脚不使用。 2.2 代码
程序的整体架构
首先建立I2C通信层的.c和.h模块。在通信层中写好I2C底层的GPIO初始化和6个时序基本单元起始、终止、发送一个字节、接收一个字节、发送应答、接收应答。再建立MPU6050的.c的.h模块。在此层基于I2C通信模块实现指定地址读、指定地址写再实现写寄存器对芯片进行配置、读寄存器得到传感器数据。最后在main.c中调用MPU6050模块初始化获取数据显示数据。
由于使用的是软件I2C所以stm32的I2C库函数就不需要看了只需要使用GPIO的读写函数。
MyI2C.c防止和库函数的函数重名
#include stm32f10x.h // Device header
#include Delay.hvoid MyI2C_Init(void)
{// 需要完成2个任务// ① 把SCL和SDA均初始化为开漏输出模式// ② 把SCL和SDA置高电平。RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_OD;// 开漏输出(虽然名字是输出,但开漏输出模式仍然可以输入)GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;// SCL是PB10SDA是PB11GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11);// 置SCL和SDA高电平
}// 对操作端口的库函数进行封装
void MyI2C_W_SCL(uint8_t BitValue)// 写SCL。参数给1或0就可以释放或拉低SCL
{GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_10, (BitAction)BitValue);Delay_us(10);// 如果单片机主频较快可以加延时防止从机跟不上
}void MyI2C_W_SDA(uint8_t BitValue)// 写SDA。参数给1或0就可以释放或拉低SDA
{GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_11, (BitAction)BitValue);Delay_us(10);
}uint8_t MyI2C_R_SDA(void)// 读SDA
{uint8_t BitValue;BitValue GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11);Delay_us(10);return BitValue;
}// 接下来完成I2C的6个时序基本单元
//
// 1、起始条件
// 首先确保SCL和SDA释放然后先拉低SDA再拉低SCL
void MyI2C_Start(void)
{MyI2C_W_SDA(1);// 释放SDAMyI2C_W_SCL(1);// 释放SCLMyI2C_W_SDA(0);// 先拉低SDAMyI2C_W_SCL(0);// 再拉低SCL
}// 2、终止条件
// SCL高电平期间SDA从低电平切换到高电平
void MyI2C_Stop(void)
{MyI2C_W_SDA(0);// 先拉低SDA避免SDA之前为高电平时释放无法产生上升沿MyI2C_W_SCL(1);// 再释放SCLMyI2C_W_SDA(1);// 再释放SDA
}// 3、发送一个字节
// SCL低电平SDA变换数据SCL高电平SDA保持数据稳定。放完1位后释放SCL拉低SCL驱动时钟运转
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte)
{uint8_t i;for(i 0; i 8; i){MyI2C_W_SDA(Byte (0x80 i));// 首先趁SCL低电平把Byte的最高位放在SDA线上。下一轮就是把次高位放在SDA线上// 取Byte最高位为Byte0x80取次高位为Byte0x40...在循环中使用右移i位即可实现按位与数值的变换MyI2C_W_SCL(1);// 再释放SCL。释放后从机会立刻把SDA的数据读走MyI2C_W_SCL(0);// 拉低SCL}
}// 4、接收一个字节
// SCL低电平从机把数据放到SDA上为了防止主机干扰从机写入数据主机需要先释放SDA释放SDA也相当于切换为输入模式
// 然后主机在SCL高电平期间读取SDA再拉低SCL。这样重复8次主机就能读到一个字节了。
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void)
{uint8_t i, Byte 0x00;MyI2C_W_SDA(1);// 主机释放SDAfor(i 0; i 8; i){MyI2C_W_SCL(1);// 主机释放SCLif(MyI2C_R_SDA() 1)// 主机读取数据{Byte | (0x80 i);// 如果读取到1就从高到低把Byte对应位置1}MyI2C_W_SCL(0);// 读取1位后拉低SCL这时从机会把下一位数据放到SDA上}return Byte;
}// 5、发送应答
// 其实就是发送一个字节的简化
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit)
{MyI2C_W_SDA(AckBit);// 函数进入时SCL低电平主机把AckBit放到SDA上MyI2C_W_SCL(1);// 再释放SCL。从机读取应答MyI2C_W_SCL(0);// 拉低SCL进入下一个时序单元
}// 6、接收应答
// 其实就是接收一个字节的简化
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void)
{uint8_t AckBit;MyI2C_W_SDA(1);// 函数进入时SCL低电平主机释放SDA防止干扰从机。同时从机把应答位放在SDA上MyI2C_W_SCL(1);// 主机释放SCL读取应答位AckBit MyI2C_R_SDA();MyI2C_W_SCL(0);// 读取后拉低SCL进入下一个时序单元return AckBit;
}MyI2C.h
#ifndef __MYI2C_H
#define __MYI2C_Hvoid MyI2C_Init(void);
void MyI2C_Start(void);
void MyI2C_Stop(void);
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte);
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void);
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit);
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void);#endifMPU6050.c
#include stm32f10x.h // Device header
#include MyI2C.h
#include MPU6050_Reg.h#define MPU6050_ADDRESS 0xD0// 指定地址写
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
{MyI2C_Start();MyI2C_SendByte(MPU6050_ADDRESS);// 发送从机地址读写位MyI2C_ReceiveAck();// 接收应答MyI2C_SendByte(RegAddress);// 指定寄存器地址MyI2C_ReceiveAck();MyI2C_SendByte(Data);// 发送写入指定寄存器地址下的数据MyI2C_ReceiveAck();MyI2C_Stop();
}// 指定地址读
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{uint8_t Data;MyI2C_Start();MyI2C_SendByte(MPU6050_ADDRESS);// 发送从机地址读写位MyI2C_ReceiveAck();// 接收应答MyI2C_SendByte(RegAddress);// 指定寄存器地址MyI2C_ReceiveAck();MyI2C_Start();// 重复起始条件MyI2C_SendByte(MPU6050_ADDRESS | 0xD1);// 读写位1读出数据MyI2C_ReceiveAck();Data MyI2C_ReceiveByte();// 从机发送数据主机接收数据MyI2C_SendAck(1);// 这里只想要1个字节所以不给从机应答MyI2C_Stop();return Data;
}void MPU6050_Init(void)
{MyI2C_Init();MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_1, 0x01);// 配置PWR_MGMT_1寄存器解除睡眠选择X轴陀螺仪时钟MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_2, 0x00);MPU6050_WriteReg(MPU6050_SMPLRT_DIV, 0x09);// 采样率分频决定了数据输出的快慢。10分频MPU6050_WriteReg(MPU6050_CONFIG, 0x06);// 数字低通滤波器给110MPU6050_WriteReg(MPU6050_GYRO_CONFIG, 0x18);// 陀螺仪配置选择最大量程11MPU6050_WriteReg(MPU6050_ACCEL_CONFIG, 0x18);// 加速度计配置选择最大量程11}uint8_t MPU6050_GetID(void)
{return MPU6050_ReadReg(MPU6050_WHO_AM_I);
}// 由于需要返回6个变量使用指针的地址传递
void MPU6050_GetData(int16_t *AccX, int16_t *AccY, int16_t *AccZ,int16_t *GyroX, int16_t *GyroY, int16_t *GyroZ)
{uint8_t Data_H, Data_L;Data_H MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_H);// 加速度寄存器X轴高8位Data_L MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_L);*AccX (Data_H 8) | Data_L;// 加速度计X轴的16位数据Data_H MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_H);Data_L MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_L);*AccY (Data_H 8) | Data_L;Data_H MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_H);Data_L MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_L);*AccZ (Data_H 8) | Data_L;Data_H MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_H);// 陀螺仪寄存器X轴高8位Data_L MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_L);*GyroX (Data_H 8) | Data_L;// 陀螺仪X轴的16位数据Data_H MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_H);Data_L MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_L);*GyroY (Data_H 8) | Data_L;Data_H MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_H);Data_L MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_L);*GyroZ (Data_H 8) | Data_L;
}MPU6050.h
#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_Hvoid MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data);
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress);void MPU6050_Init(void);
void MPU6050_GetData(int16_t *AccX, int16_t *AccY, int16_t *AccZ,int16_t *GyroX, int16_t *GyroY, int16_t *GyroZ);
uint8_t MPU6050_GetID(void);#endif
MPU6050_Reg.h
#ifndef __MPU6050_REG_H
#define __MPU6050_REG_H#define MPU6050_SMPLRT_DIV 0x19
#define MPU6050_CONFIG 0x1A
#define MPU6050_GYRO_CONFIG 0x1B
#define MPU6050_ACCEL_CONFIG 0x1C#define MPU6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define MPU6050_ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define MPU6050_ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define MPU6050_ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define MPU6050_ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define MPU6050_ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define MPU6050_TEMP_OUT_H 0x41
#define MPU6050_TEMP_OUT_L 0x42
#define MPU6050_GYRO_XOUT_H 0x43
#define MPU6050_GYRO_XOUT_L 0x44
#define MPU6050_GYRO_YOUT_H 0x45
#define MPU6050_GYRO_YOUT_L 0x46
#define MPU6050_GYRO_ZOUT_H 0x47
#define MPU6050_GYRO_ZOUT_L 0x48#define MPU6050_PWR_MGMT_1 0x6B
#define MPU6050_PWR_MGMT_2 0x6C
#define MPU6050_WHO_AM_I 0x75#endif
main.c
#include stm32f10x.h // Device
#include Delay.h
#include OLED.h
#include MPU6050.hint16_t AX, AY, AZ, GX, GY, GZ;int main(void)
{OLED_Init();MPU6050_Init();OLED_ShowString(1, 1, ID:);OLED_ShowHexNum(1, 4, MPU6050_GetID(), 2);OLED_ShowString(1, 7, Acc|Gyro);OLED_ShowString(2, 1, X |);OLED_ShowString(3, 1, Y |);OLED_ShowString(4, 1, Z |);while(1){MPU6050_GetData(AX, AY, AZ, GX, GY, GZ);OLED_ShowSignedNum(2, 3, AX, 5);OLED_ShowSignedNum(3, 3, AY, 5);OLED_ShowSignedNum(4, 3, AZ, 5);OLED_ShowSignedNum(2, 10, GX, 5);OLED_ShowSignedNum(3, 10, GY, 5);OLED_ShowSignedNum(4, 10, GZ, 5);}
}其他引用的头文件和c代码可在此处查阅 OLED.h【江协STM32】4 OLED调试工具、Delay.h【江协STM32】3-2 LED闪烁LED流水灯蜂鸣器第1.3节
