MPU6050/ICM20608寄存器笔记_icm20608和mpu6050

0.前言

​ 在使用MPU6050的时候，经常遇到初始化给寄存器赋值，而往往此时的注释都是错误的，导致最终错误的理解。而ICM20608和MPU6050的寄存器几乎全部一样，只是细微的地方有些区别，在此做记录。

​ 此外要说明的几点：

1. MPU6050/ICM20608的DataSheet里包含的寄存器描述很少，更多的是对IMU性能的描述，想看寄存器 的描述，需要看另外的文件，即MPU-6000 and MPU-6050 Register Map and Descriptions.pdf和ICM-20608-G Register Maps and Description.pdf

2. 两款IMU网上例程比较多的是MPU6050，而ICM20608的很少，其实二者非常像，但是ICM20608的配置上比MPU6050多了一个加速度寄存器，所以还是有所不同。正点原子在一款开发板潘多拉STM32L4中有ICM20608的例程，但是里面的设置加速度寄存器的值注释是错误的，如下。这里的0x1D寄存器实际是ICM20608比MPU6050多出来的加速度寄存器，用于配置加速度的数字低通滤波器（digital low-pass filter,DLPF）的带宽。

   MPU_Write_Byte(0x1D, 1);	//INT引脚低电平有效  
   1

3. 两款IMU的寄存器在复位之后，除了以下两个寄存器外，其他寄存器的值全部为0x00。

• Register 107 Power Management 1：复位值为(0x40)，即复位后IMU默认进入睡眠模式

• Register 117 WHO_AM_I ：复位值为(0xAF) ，注意此寄存器为只读寄存器，一直是0xAF

1.MPU6050/ICM20608相同的重要寄存器

1.电源管理寄存器1

• DEVICE_RESET 位用来控制复位，设置为 1，复位 MPU6050，复位结束后， MPU 硬件自动清零该位

• SLEEEP 位用于控制 MPU6050 的工作模式，复位后，该位为 1，即进入了睡眠模式（低功耗），所以我们要清零该位，以进入正常工作模式

• TEMP_DIS 用于设置是否使能温度传感器，设置为 0，则使能

• CLKSEL[2:0]用于选择系统时钟源，选择关系如表。默认是使用内部 8M RC 晶振的，精度不高，所以我们一般选择 X/Y/Z 轴陀螺作为参考 的 PLL 作为时钟源，一般设置 CLKSEL=001 即可。（Note: The default value of CLKSEL[2:0] is 000. It is required that CLKSEL[2:0] be set to 001 to achieve full gyroscope performance.）

  

  程序总结

//1.上电先给此寄存器写0x80,即最高位写1，复位IMU
//2.延时100ms,等待复位完成，此时IMU自动清零最高位。此时再次写入0x00，或者不写也可以
//3.进行其他寄存器的设置
//4.最后寄存器都设置完毕，再将此寄存器值设置为0x01，选择X轴陀螺仪作为PLL的时钟源以提高精度
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2.电源管理寄存器2

• bit7-6是设置低功耗唤醒相关的，一般用不到，设为0即可
• bit5-0用来配置是否使能三个轴上的陀螺仪和加速度计，一般都要使能。
• 最终此寄存器设置为0x00。由于复位后默认值为0x00，因此通常程序中此寄存器无须配置。

3.加速度计配置寄存器

• bit7-5配置陀螺仪自检，一般不自检，设为0。
• bit4-3设置加速度传感器的满量程范围： 0，±2g； 1，±4g； 2，±8g； 3，±16g
• 我们一般设置bit4-3 为0，即±2g。因为加速度传感器的 ADC 也是 16 位，所以得到灵敏度为： 65536/4=16384LSB/g。最终此寄存器值为0x00。

4.FIFO使能寄存器

• bit7设置温度使能FIFO
• bit6-4设置陀螺仪使能FIFO
• bit3控制加速度传感器的 3 个轴的FIFO，只要该位置 1，则加速度传感器的三个通道都开启 FIFO
• 该寄存器用于控制 FIFO 使能，在简单读取传感器数据的时候，可以不用 FIFO，设置对应位为 0 即可禁止 FIFO，设置为 1，则使能 FIFO。一般不适用FIFO。最终此寄存器值为0x00。

2.MPU6050/ICM20608相同但有区别的重要寄存器

1.陀螺仪配置寄存器

1.MPU6050

• bit7-5配置陀螺仪自检，一般不自检，设为0。

• bit4-3配置陀螺仪的量程，0，±250° /S； 1，±500° /S； 2，±1000° /S； 3，±2000° /S。

• 我们一般设置bit4-3为 3，即±2000° /S。因为陀螺仪的 ADC 为 16 位分辨率，所以得到灵敏度为： 65536/4000=16.4LSB/(° /S)。最终此寄存器值为0x18，或者3<<3。

2.ICM20608

ICM20608的寄存器和这个有点区别。其最后两位也可以设置数值，并且和陀螺仪的输出速率相关，一般设置为0。当为0时，寄存器25（陀螺仪采样率分频寄存器）的设置才有效。

2.陀螺仪采样率分频寄存器

1.MPU6050

该寄存器用于设置 MPU6050 的陀螺仪采样频率，计算公式为：采样频率 = 陀螺仪输出频率 / (1+SMPLRT_DIV)这里陀螺仪的输出频率，是 1Khz 或者 8Khz，与数字低通滤波器（ DLPF）的设置有关， 当 DLPF_CFG=0/7 的时候，频率为 8Khz，其他情况是 1Khz。而且 DLPF 滤波频率一般设置为采样率的一半。采样率，我们假定设置为 50Hz，那么 SMPLRT_DIV=1000/50-1=19。

**ps:**采样速度和输出速率有什么不同，下面是数据手册中的描述，没太看懂？？？

2.ICM20608

除以内部采样速率(参见寄存器CONFIG)，生成控制传感器数据输出速率的采样速率，即先进先出采样速率。注：该寄存器仅在FCHOICE_B寄存器位为2’b00和(0 < DLPF_CFG < 7)时有效。这是传感器寄存器的更新速率：采样速率=内部采样速率/ (1 + SMPLRT_DIV)其中内部采样速率= 1kHz

3.配置寄存器

1.MPU6050

• bit5-3一般用不到
• bit2-0数字低通滤波器（ DLPF）的设置位，即： DLPF_CFG[2:0]，加速度计和陀螺仪都是根据这三个位的配置进行过滤的（这里是和ICM最大的不同）。 DLPF_CFG 不同配置对应的过滤情况如表:

​ 这里的加速度传感器，输出速率（ Fs）固定是 1Khz，而角速度传感器的输出速率（ Fs）， 则根据 DLPF_CFG 的配置有所不同，是8Khz或者1Khz。一般我们设置角速度传感器的带宽为其采样率的一半，如前面所说的，如果设置采样率为 50Hz，那么带宽就应该设置为 25Hz，取近似值 20Hz， 就应该设置 DLPF_CFG=100

2.ICM20608

• bit6-3一般用不到
• bit2-0：当FCHOICE_B [1:0] = 2b’00时，DLPF由DLPF_CFG配置。陀螺仪和温度传感器根据DLPF_CFG和FCHOICE_B的值进行滤波，如下表所示

4.ICM多出来的加速度配置寄存器2

• bit5-4与低功耗相关，一般不同

• bit3-0与加速度计的DLPF相关，如下图

  

3.初始化总结

1.ICM20608

/**
 * @brief	ICM20608初始化函数
 * @param   void
 * @return  u8		0,成功，其他,失败
 */
u8 ICM20608_Init(void)
{
    u8 res;
    IIC_Init();//初始化IIC总线
    MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG, 0X80);	//复位ICM20608,寄存器107(0x6B)值0x80
    delay_ms(100);						
    MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG, 0X00);	//唤醒ICM20608,寄存器107(0x6B)值0x00
    MPU_Set_Gyro_Fsr(3);					//陀螺仪传感器,±2000dps,寄存器27(0x1B)值0x18
    MPU_Set_Accel_Fsr(0);					//加速度传感器,±2g,寄存器28(0x1C)值0x18
    //ICM20608独有
    MPU_Write_Byte(0x1D, 1);	//设置加速度寄存器2，寄存器29(0x1D),用来确定加速度的DLPF频率
    
    MPU_Set_Rate(50);						//设置采样率50Hz,见函数
    
    MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG, 0X00);	//关闭所有中断
    MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG, 0X00);	//I2C主模式关闭
    MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG, 0X00);	//关闭FIFO
    MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG, 0X80);	//INT引脚低电平有效

    res = MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);  	//读取WHO_AM_I寄存器，一定是0xAF 

    if(res == 0XAF) //器件ID正确
    {
        MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG, 0X01);	//设置CLKSEL,PLL X轴为参考
        MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG, 0X00);	//加速度与陀螺仪都工作
        MPU_Set_Rate(50);						//设置采样率为50Hz
    }
    else return 1;
	return 0;
}
/**
 * @brief	设置ICM20608的采样率(假定Fs=1KHz)
 * @param   rate	4~1000(Hz)
 * @return  u8		0,成功，其他,失败
 */
u8 MPU_Set_Rate(u16 rate)
{
    u8 data;
    if(rate > 1000)rate = 1000;
    if(rate < 4)rate = 4;
    data = 1000 / rate - 1;
    data = MPU_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG, data);	//设置数字低通滤波器
    return MPU_Set_LPF(rate / 2);	//自动设置LPF为采样率的一半
}
/**
 * @brief	设置ICM20608的数字低通滤波器
 * @param   lpf		数字低通滤波频率(Hz)
 * @return  u8		0,成功，其他,失败
 */
u8 MPU_Set_LPF(u16 lpf)
{
    u8 data = 0;
    if(lpf >= 188)data = 1;
    else if(lpf >= 98)data = 2;   	//这些带宽貌似和数据手册不一致
    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); //设置数字低通滤波器
}
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2.MPU6050

​ 将以上程序中的下面一句删除即可。

//ICM20608独有
    MPU_Write_Byte(0x1D, 1);	//设置加速度寄存器2，寄存器29(0x1D),用来确定加速度的DLPF频率
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