▬▬▬▬▬▶MPU6050调试◀▬▬▬▬▬
⚔️前言
这两天买了两块6050的模块来玩 看了下例程 大部分都是51的 于是移植到32上调试下
⚔️效果演示（串口助手）
串口助手调试效果 加速度，陀螺仪，温度
⚔️效果演示（视频）
mpu6050姿态传感器
⚔️硬件图
⚔️原理
MPU-6040是一款常用的惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU），它集成了三轴陀螺仪（gyroscope）和三轴加速度计（accelerometer）。下面是MPU-6040的工作原理的简要说明：
1.陀螺仪（Gyroscope）：陀螺仪用于测量物体在空间中的角速度。MPU-6040的陀螺仪可以测量物体绕X、Y和Z轴的转动速度。陀螺仪通过感知转动时产生的角动量来确定物体的转动状态。陀螺仪输出的测量值通常是以角速度单位（如度/秒）表示。
2.加速度计（Accelerometer）：加速度计用于测量物体在空间中的加速度。MPU-6040的加速度计可以测量物体在X、Y和Z轴方向上的线性加速度。加速度计通过感知物体所受的加速度来确定物体的加速状态。加速度计输出的测量值通常是以加速度单位（如米/秒²）表示。
3.数据输出和处理：MPU-6040通过串行接口（如I2C或SPI）将陀螺仪和加速度计的测量数据传输给微控制器或其他设备进行处理。通过读取和解析这些数据，可以获取物体的角速度、线性加速度等信息，并用于姿态估计、运动控制等应用。
⚔️源码摘录
MPU6050.c
#include "mpu6050.h"
#include "usart.h"
#include "bsp_i2c.h"
void MPU6050_WriteReg(u8 reg_add,u8 reg_dat)
{
i2c_Start();
i2c_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS);
i2c_WaitAck();
i2c_SendByte(reg_add);
i2c_WaitAck();
i2c_SendByte(reg_dat);
i2c_WaitAck();
i2c_Stop();
}
void MPU6050_ReadData(u8 reg_add,unsigned char*Read,u8 num)
{
unsigned char i;
i2c_Start();
i2c_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS);
i2c_WaitAck();
i2c_SendByte(reg_add);
i2c_WaitAck();
i2c_Start();
i2c_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS+1);
i2c_WaitAck();
for(i=0;i<(num-1);i++)
{
*Read=i2c_ReadByte(1);
Read++;
}
*Read=i2c_ReadByte(0);
i2c_Stop();
}
/*初始化MPU6050芯片*/
void MPU6050_Init(void)
{
int i=0,j=0;
//在初始化之前要延时一段时间，若没有延时，则断电后再上电数据可能会出错
for(i=0;i<1000;i++)
{
for(j=0;j<1000;j++)
{ ;}
}
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x00); //解除休眠状态
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_SMPLRT_DIV , 0x07); //陀螺仪采样率，1KHz
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_CONFIG , 0x06); //低通滤波器的设置，截止频率是1K，带宽是5K
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_ACCEL_CONFIG , 0x00); //配置加速度传感器工作在2G模式，不自检
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_GYRO_CONFIG, 0x18); //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
}
/*读取MPU6050的ID*/
uint8_t MPU6050ReadID(void)
{
unsigned char Re = 0;
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_WHO_AM_I,&Re,1); //读器件地址
if(Re != 0x68)
{
printf("MPU6050 dectected error!\r\n检测不到MPU6050模块，请检查模块与开发板的接线");
return 0;
}
else
{
printf("MPU6050 ID = %d\r\n",Re);
return 1;
}
}
/*读取MPU6050的加速度数据*/
void MPU6050ReadAcc(short *accData)
{
u8 buf[6];
MPU6050_ReadData(MPU6050_ACC_OUT, buf, 6);
accData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
accData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
accData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
}
/*读取MPU6050的角加速度数据*/
void MPU6050ReadGyro(short *gyroData)
{
u8 buf[6];
MPU6050_ReadData(MPU6050_GYRO_OUT,buf,6);
gyroData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
gyroData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
gyroData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
}
/*读取MPU6050的原始温度数据*/
void MPU6050ReadTemp(short *tempData)
{
u8 buf[2];
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2); //读取温度值
*tempData = (buf[0] << 8) | buf[1];
}
/*读取MPU6050的温度数据，转化成摄氏度*/
void MPU6050_ReturnTemp(float *Temperature)
{
short temp3;
u8 buf[2];
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2); //读取温度值
temp3= (buf[0] << 8) | buf[1];
*Temperature=((double) temp3/340.0)+36.53;
} iic.c
/**
******************************************************************************
* @file bsp_i2c.c
* @brief 软件IIC 驱动
******************************************************************************
*/
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_i2c.h"
/* 定义I2C总线连接的GPIO端口, 用户只需要修改下面4行代码即可任意改变SCL和SDA的引脚 */
#define GPIO_PORT_I2C GPIOB /* GPIO端口 */
#define RCC_I2C_PORT RCC_APB2Periph_GPIOB /* GPIO端口时钟 */
#define I2C_SCL_PIN GPIO_Pin_6 /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define I2C_SDA_PIN GPIO_Pin_7 /* 连接到SDA数据线的GPIO */
/* 定义读写SCL和SDA的宏，已增加代码的可移植性和可阅读性 */
#if 0 /* 条件编译： 1 选择GPIO的库函数实现IO读写 */
#define I2C_SCL_1() GPIO_SetBits(GPIO_PORT_I2C, I2C_SCL_PIN) /* SCL = 1 */
#define I2C_SCL_0() GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_I2C, I2C_SCL_PIN) /* SCL = 0 */
#define I2C_SDA_1() GPIO_SetBits(GPIO_PORT_I2C, I2C_SDA_PIN) /* SDA = 1 */
#define I2C_SDA_0() GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_I2C, I2C_SDA_PIN) /* SDA = 0 */
#define I2C_SDA_READ() GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_PORT_I2C, I2C_SDA_PIN) /* 读SDA口线状态 */
#else /* 这个分支选择直接寄存器操作实现IO读写 */
/* 注意：如下写法，在IAR最高级别优化时，会被编译器错误优化 */
#define I2C_SCL_1() GPIO_PORT_I2C->BSRR = I2C_SCL_PIN /* SCL = 1 */
#define I2C_SCL_0() GPIO_PORT_I2C->BRR = I2C_SCL_PIN /* SCL = 0 */
#define I2C_SDA_1() GPIO_PORT_I2C->BSRR = I2C_SDA_PIN /* SDA = 1 */
#define I2C_SDA_0() GPIO_PORT_I2C->BRR = I2C_SDA_PIN /* SDA = 0 */
#define I2C_SDA_READ() ((GPIO_PORT_I2C->IDR & I2C_SDA_PIN) != 0) /* 读SDA口线状态 */
#endif
void i2c_GPIO_Config(void);
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Delay
* 功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_Delay(void)
{
uint8_t i;
/*
下面的时间是通过安富莱AX-Pro逻辑分析仪测试得到的。
CPU主频72MHz时，在内部Flash运行, MDK工程不优化
循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us
IAR工程编译效率高，不能设置为7
*/
for (i = 0; i < 10; i++);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Start(void)
{
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
I2C_SDA_1();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SDA_0();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Stop(void)
{
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */
I2C_SDA_0();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SDA_1();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_SendByte
* 功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
* 形 参：_ucByte ： 等待发送的字节
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
uint8_t i;
/* 先发送字节的高位bit7 */
for (i = 0; i < 8; i++)
{
if (_ucByte & 0x80)
{
I2C_SDA_1();
}
else
{
I2C_SDA_0();
}
i2c_Delay();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
if (i == 7)
{
I2C_SDA_1(); // 释放总线
}
_ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */
i2c_Delay();
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_ReadByte
* 功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
* 形 参：无
* 返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_ReadByte(u8 ack)
{
uint8_t i;
uint8_t value;
/* 读到第1个bit为数据的bit7 */
value = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
value <<= 1;
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
if (I2C_SDA_READ())
{
value++;
}
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
if(ack==0)
i2c_NAck();
else
i2c_Ack();
return value;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_WaitAck
* 功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{
uint8_t re;
I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_1(); /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */
i2c_Delay();
if (I2C_SDA_READ()) /* CPU读取SDA口线状态 */
{
re = 1;
}
else
{
re = 0;
}
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
return re;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Ack
* 功能说明: CPU产生一个ACK信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Ack(void)
{
I2C_SDA_0(); /* CPU驱动SDA = 0 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_NAck
* 功能说明: CPU产生1个NACK信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_NAck(void)
{
I2C_SDA_1(); /* CPU驱动SDA = 1 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_GPIO_Config
* 功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_I2C_PORT, ENABLE); /* 打开GPIO时钟 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = I2C_SCL_PIN | I2C_SDA_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; /* 开漏输出 */
GPIO_Init(GPIO_PORT_I2C, &GPIO_InitStructure);
/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */
i2c_Stop();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_CheckDevice
* 功能说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
* 形 参：_Address：设备的I2C总线地址
* 返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
uint8_t ucAck;
i2c_GPIO_Config(); /* 配置GPIO */
i2c_Start(); /* 发送启动信号 */
/* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */
i2c_SendByte(_Address|I2C_WR);
ucAck = i2c_WaitAck(); /* 检测设备的ACK应答 */
i2c_Stop(); /* 发送停止信号 */
return ucAck;
}main.c
int main(void)
{
short Accel[3];
short Gyro[3];
float Temp;
delay_init(); //延时函数初始化
uart_init(115200);
i2c_GPIO_Config();
MPU6050_Init(); //MPU6050初始化
if(MPU6050ReadID() == 1)
{
while(1)
{
MPU6050ReadAcc(Accel);
printf("\r\n加速度:%8d%8d%8d ",Accel[0],Accel[1],Accel[2]);
MPU6050ReadGyro(Gyro);
printf("陀螺仪:%8d%8d%8d ",Gyro[0],Gyro[1],Gyro[2]);
MPU6050_ReturnTemp(&Temp);
printf("温度:%8.2f",Temp);
delay_ms(1000);
}
}
}⚔️项目获取
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