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陀螺仪MPU6050(IIC&源码)_mpu6050代码

mpu6050代码

1. 陀螺仪

1.1 什么是陀螺仪?

检测角度变化的一个装置。

1.1.1 有什么用??

用于检测角度变化,用角度变化的值判断物体的运动轨迹。

1.1.2 我们怎么用?

我们是使用这个装置(或者说设备)获取到数据,再使用这个数据得到我们想要的信息。

这里我使用陀螺仪获取板子的运动轨迹(其实是陀螺仪的运动轨迹)。

​​​​​​​1.1.4 看原理图

 

又又又使用的是IIC通信协议,而且引脚又是PB6和PB7。

​​​​​​​1.1.5 地址是多少??

结合原理图可以知道地址是0x68。 

​​​​​​​1.1.6 陀螺仪如何工作?

陀螺仪在你设置好参数之后,就会根据你设置的参数获取数据,数据存储在对应的寄存器中,你可以通过对应寄存器读取到想要的数据。

​​​​​​​1.1.7 参数怎么设置?

源码m:

mpu6050.c

  1. #include "mpu6050.h"
  2. #include "systick.h"
  3. #include "usart1.h"
  4. /*********************************************************************************************************
  5. * 函 数 名 : Mpu6050_Init
  6. * 功能说明 : 初始化MPU6050
  7. * 形 参 : 无
  8. * 返 回 值 : 0:成功;其他:错误代码
  9. * 备 注 : 无
  10. *********************************************************************************************************/
  11. unsigned char Mpu6050_Init(void)
  12. {
  13. unsigned char res;
  14. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  15. RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
  16. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
  17. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
  18. GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
  19. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  20. GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  21. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  22. GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7);
  23. Mpu6050_WriteByte(MPU_PWR_MGMT1_REG, 0X80); //复位MPU6050
  24. delay_ms(500);
  25. delay_ms(500);
  26. Mpu6050_WriteByte(MPU_PWR_MGMT1_REG, 0X00); //唤醒MPU6050
  27. Mpu6050_SetGyroFsr(3); //陀螺仪传感器,±2000dps
  28. Mpu6050_SetAccelFsr(0); //加速度传感器,±2g
  29. Mpu6050_SetRate(50); //设置采样率50Hz
  30. Mpu6050_WriteByte(MPU_INT_EN_REG, 0X00); //关闭所有中断
  31. Mpu6050_WriteByte(MPU_USER_CTRL_REG, 0X00); //I2C主模式关闭
  32. Mpu6050_WriteByte(MPU_FIFO_EN_REG, 0X00); //关闭FIFO
  33. Mpu6050_WriteByte(MPU_INTBP_CFG_REG, 0X80); //INT引脚低电平有效
  34. res = Mpu6050_ReadByte(MPU_DEVICE_ID_REG);
  35. if(res == MPU_ADDR){ //器件ID正确
  36. Mpu6050_WriteByte(MPU_PWR_MGMT1_REG, 0X01); //设置CLKSEL,PLL X轴为参考
  37. Mpu6050_WriteByte(MPU_PWR_MGMT2_REG, 0X00); //加速度与陀螺仪都工作
  38. Mpu6050_SetRate(50); //设置采样率为50Hz
  39. }else{
  40. return 1;
  41. }
  42. return 0;
  43. }
  44. /*********************************************************************************************************
  45. * 函 数 名 : Mpu6050_SetGyroFsr
  46. * 功能说明 : 设置MPU6050陀螺仪传感器满量程范围
  47. * 形 参 : fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps
  48. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  49. * 备 注 : 无
  50. *********************************************************************************************************/
  51. unsigned char Mpu6050_SetGyroFsr(unsigned char fsr)
  52. {
  53. return Mpu6050_WriteByte(MPU_GYRO_CFG_REG, fsr<<3); //设置陀螺仪满量程范围
  54. }
  55. /*********************************************************************************************************
  56. * 函 数 名 : Mpu6050_SetAccelFsr
  57. * 功能说明 : 设置MPU6050加速度传感器满量程范围
  58. * 形 参 : fsr:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g
  59. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  60. * 备 注 : 无
  61. *********************************************************************************************************/
  62. unsigned char Mpu6050_SetAccelFsr(unsigned char fsr)
  63. {
  64. return Mpu6050_WriteByte(MPU_ACCEL_CFG_REG, fsr<<3); //设置加速度传感器满量程范围
  65. }
  66. /*********************************************************************************************************
  67. * 函 数 名 : Mpu6050_SetLPF
  68. * 功能说明 : 设置MPU6050的数字低通滤波器
  69. * 形 参 : lpf:数字低通滤波频率(Hz)
  70. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  71. * 备 注 : 无
  72. *********************************************************************************************************/
  73. unsigned char Mpu6050_SetLPF(unsigned short lpf)
  74. {
  75. unsigned char data = 0;
  76. if(lpf >= 188){
  77. data = 1;
  78. }else if(lpf >= 98){
  79. data = 2;
  80. }else if(lpf >= 42){
  81. data = 3;
  82. }else if(lpf >= 20){
  83. data = 4;
  84. }else if(lpf >= 10){
  85. data = 5;
  86. }else{
  87. data = 6;
  88. }
  89. return Mpu6050_WriteByte(MPU_CFG_REG, data); //设置数字低通滤波器
  90. }
  91. /*********************************************************************************************************
  92. * 函 数 名 : Mpu6050_SetRate
  93. * 功能说明 : 设置MPU6050的采样率(假定Fs=1KHz)
  94. * 形 参 : rat:4~1000(Hz)
  95. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  96. * 备 注 : 无
  97. *********************************************************************************************************/
  98. unsigned char Mpu6050_SetRate(unsigned short rate)
  99. {
  100. unsigned char data;
  101. if(rate > 1000){
  102. rate = 1000;
  103. }
  104. if(rate < 4){
  105. rate = 4;
  106. }
  107. data = 1000/rate - 1;
  108. data = Mpu6050_WriteByte(MPU_SAMPLE_RATE_REG, data); //设置数字低通滤波器
  109. return Mpu6050_SetLPF(rate/2); //自动设置LPF为采样率的一半
  110. }
  111. /*********************************************************************************************************
  112. * 函 数 名 : usart1_report_imu
  113. * 功能说明 : 通过串口一上报姿态数据
  114. * 形 参 : roll:横滚角;pitch:俯仰角;yaw:航向角;
  115. * 返 回 值 : 无
  116. * 备 注 : 此函数上报至匿名上位机(v7),传入的角度数据应扩大100倍
  117. *********************************************************************************************************/
  118. void usart1_report_imu(short roll, short pitch, short yaw)
  119. {
  120. unsigned char tbuf[20] = {0};
  121. unsigned char cnt = 0, i = 0;
  122. unsigned char sumcheck = 0;
  123. unsigned char addcheck = 0;
  124. tbuf[cnt++] = 0xaa; //帧头
  125. tbuf[cnt++] = 0xff; //目标地址
  126. tbuf[cnt++] = 0x03; //功能码,0x03:飞控姿态,欧拉角模式
  127. tbuf[cnt++] = 0x07; //数据长度固定7个
  128. tbuf[cnt++] = BYTE0(roll);
  129. tbuf[cnt++] = BYTE1(roll);
  130. tbuf[cnt++] = BYTE0(pitch);
  131. tbuf[cnt++] = BYTE1(pitch);
  132. tbuf[cnt++] = BYTE0(yaw);
  133. tbuf[cnt++] = BYTE1(yaw);
  134. tbuf[cnt++] = 255; //融合状态
  135. for(i=0; i<(tbuf[3]+4); i++){
  136. sumcheck += tbuf[i]; //从帧头开始,对每一字节进行求和,直到DATA区结束
  137. addcheck += sumcheck; //每一字节的求和操作,进行一次sumcheck的累加
  138. }
  139. tbuf[cnt++] = sumcheck; //和校验
  140. tbuf[cnt++] = addcheck; //附加校验
  141. Usart1_SendPackage(tbuf, cnt);
  142. }
  143. /*********************************************************************************************************
  144. * 函 数 名 : Mpu6050_GetTemperature
  145. * 功能说明 : 读取MPU6050温度值
  146. * 形 参 : 无
  147. * 返 回 值 : 温度值(扩大了100倍)
  148. * 备 注 : 无
  149. *********************************************************************************************************/
  150. short Mpu6050_GetTemperature(void)
  151. {
  152. unsigned char buf[2];
  153. short raw;
  154. float temp;
  155. Mpu6050_ReadLen(MPU_ADDR, MPU_TEMP_OUTH_REG, 2, buf);
  156. raw = ((unsigned short)buf[0]<<8) | buf[1];
  157. temp = 36.53 + ((double)raw)/340;
  158. return temp * 100;
  159. }
  160. /*********************************************************************************************************
  161. * 函 数 名 : Mpu6050_GetGyroscope
  162. * 功能说明 : 读取MPU6050陀螺仪值(原始值)
  163. * 形 参 : gx、gy、gz:陀螺仪x、y、z轴的原始读数(带符号)
  164. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  165. * 备 注 : 无
  166. *********************************************************************************************************/
  167. unsigned char Mpu6050_GetGyroscope(short *gx, short *gy, short *gz)
  168. {
  169. unsigned char buf[6], res;
  170. res = Mpu6050_ReadLen(MPU_ADDR, MPU_GYRO_XOUTH_REG, 6, buf);
  171. if(res == 0){
  172. *gx = ((unsigned short)buf[0]<<8) | buf[1];
  173. *gy = ((unsigned short)buf[2]<<8) | buf[3];
  174. *gz = ((unsigned short)buf[4]<<8) | buf[5];
  175. }
  176. return res;
  177. }
  178. /*********************************************************************************************************
  179. * 函 数 名 : Mpu6050_GetAccelerometer
  180. * 功能说明 : 读取MPU6050加速度值(原始值)
  181. * 形 参 : ax、ay、az:加速度计x、y、z轴的原始读数(带符号)
  182. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  183. * 备 注 : 无
  184. *********************************************************************************************************/
  185. unsigned char Mpu6050_GetAccelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
  186. {
  187. unsigned char buf[6], res;
  188. res = Mpu6050_ReadLen(MPU_ADDR,MPU_ACCEL_XOUTH_REG, 6, buf);
  189. if(res == 0){
  190. *ax = ((unsigned short)buf[0]<<8) | buf[1];
  191. *ay = ((unsigned short)buf[2]<<8) | buf[3];
  192. *az = ((unsigned short)buf[4]<<8) | buf[5];
  193. }
  194. return res;
  195. }
  196. /*********************************************************************************************************
  197. * 函 数 名 : Mpu6050_WriteLen
  198. * 功能说明 : IIC连续写
  199. * 形 参 : addr:器件地址;reg:寄存器地址;len:写入长度;buf:数据区;
  200. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  201. * 备 注 : 无
  202. *********************************************************************************************************/
  203. unsigned char Mpu6050_WriteLen(unsigned char addr, unsigned char reg, unsigned char len, unsigned char *buf)
  204. {
  205. unsigned char i;
  206. IIC_Start();
  207. IIC_WriteByte((addr<<1) | 0); //发送器件地址+写命令
  208. if(IIC_Wait_ACK()){ //等待应答
  209. IIC_Stop();
  210. return 1;
  211. }
  212. IIC_WriteByte(reg); //写寄存器地址
  213. IIC_Wait_ACK(); //等待应答
  214. for(i=0; i<len; i++){
  215. IIC_WriteByte(buf[i]); //发送数据
  216. if(IIC_Wait_ACK()){ //等待ACK
  217. IIC_Stop();
  218. return 1;
  219. }
  220. }
  221. IIC_Stop();
  222. return 0;
  223. }
  224. /*********************************************************************************************************
  225. * 函 数 名 : Mpu6050_ReadLen
  226. * 功能说明 : IIC连续读
  227. * 形 参 : addr:器件地址;reg:寄存器地址;len:写入长度;buf:数据区;
  228. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  229. * 备 注 : 无
  230. *********************************************************************************************************/
  231. unsigned char Mpu6050_ReadLen(unsigned char addr, unsigned char reg, unsigned char len, unsigned char *buf)
  232. {
  233. IIC_Start();
  234. IIC_WriteByte((addr<<1) | 0); //发送器件地址+写命令
  235. if(IIC_Wait_ACK()){ //等待应答
  236. IIC_Stop();
  237. return 1;
  238. }
  239. IIC_WriteByte(reg); //写寄存器地址
  240. IIC_Wait_ACK(); //等待应答
  241. IIC_Start();
  242. IIC_WriteByte((addr<<1) | 1); //发送器件地址+读命令
  243. IIC_Wait_ACK(); //等待应答
  244. while(len){
  245. if(len==1){
  246. *buf=IIC_ReadByte(1); //读数据,发送nACK
  247. }else{
  248. *buf=IIC_ReadByte(0); //读数据,发送ACK
  249. }
  250. len--;
  251. buf++;
  252. }
  253. IIC_Stop(); //产生一个停止条件
  254. return 0;
  255. }
  256. /*********************************************************************************************************
  257. * 函 数 名 : Mpu6050_WriteByte
  258. * 功能说明 : IIC写一个字节
  259. * 形 参 : reg:寄存器地址;data:写入的数据;
  260. * 返 回 值 : 0:成功;其他:失败
  261. * 备 注 : 无
  262. *********************************************************************************************************/
  263. unsigned char Mpu6050_WriteByte(unsigned char reg,unsigned char data)
  264. {
  265. IIC_Start();
  266. IIC_WriteByte((MPU_ADDR<<1) | 0); //发送器件地址+写命令
  267. if(IIC_Wait_ACK()){ //等待应答
  268. IIC_Stop();
  269. return 1;
  270. }
  271. IIC_WriteByte(reg); //写寄存器地址
  272. IIC_Wait_ACK(); //等待应答
  273. IIC_WriteByte(data); //发送数据
  274. if(IIC_Wait_ACK()){ //等待ACK
  275. IIC_Stop();
  276. return 1;
  277. }
  278. IIC_Stop();
  279. return 0;
  280. }
  281. /*********************************************************************************************************
  282. * 函 数 名 : Mpu6050_ReadByte
  283. * 功能说明 : IIC读一个字节
  284. * 形 参 : reg:寄存器地址
  285. * 返 回 值 : 读到的数据
  286. * 备 注 : 无
  287. *********************************************************************************************************/
  288. unsigned char Mpu6050_ReadByte(unsigned char reg)
  289. {
  290. unsigned char res;
  291. IIC_Start();
  292. IIC_WriteByte((MPU_ADDR<<1) | 0); //发送器件地址+写命令
  293. IIC_Wait_ACK(); //等待应答
  294. IIC_WriteByte(reg); //写寄存器地址
  295. IIC_Wait_ACK(); //等待应答
  296. IIC_Start();
  297. IIC_WriteByte((MPU_ADDR<<1) | 1); //发送器件地址+读命令
  298. IIC_Wait_ACK(); //等待应答
  299. res=IIC_ReadByte(1); //读取数据,发送nACK
  300. IIC_Stop(); //产生一个停止条件
  301. return res;
  302. }

mpu6050.h

  1. #ifndef __MPU6050_H
  2. #define __MPU6050_H
  3. #include "iic.h"
  4. //#define MPU_ACCEL_OFFS_REG 0X06 //accel_offs寄存器,可读取版本号,寄存器手册未提到
  5. //#define MPU_PROD_ID_REG 0X0C //prod id寄存器,在寄存器手册未提到
  6. #define MPU_SELF_TESTX_REG 0X0D //自检寄存器X
  7. #define MPU_SELF_TESTY_REG 0X0E //自检寄存器Y
  8. #define MPU_SELF_TESTZ_REG 0X0F //自检寄存器Z
  9. #define MPU_SELF_TESTA_REG 0X10 //自检寄存器A
  10. #define MPU_SAMPLE_RATE_REG 0X19 //采样频率分频器
  11. #define MPU_CFG_REG 0X1A //配置寄存器
  12. #define MPU_GYRO_CFG_REG 0X1B //陀螺仪配置寄存器
  13. #define MPU_ACCEL_CFG_REG 0X1C //加速度计配置寄存器
  14. #define MPU_MOTION_DET_REG 0X1F //运动检测阀值设置寄存器
  15. #define MPU_FIFO_EN_REG 0X23 //FIFO使能寄存器
  16. #define MPU_I2CMST_CTRL_REG 0X24 //IIC主机控制寄存器
  17. #define MPU_I2CSLV0_ADDR_REG 0X25 //IIC从机0器件地址寄存器
  18. #define MPU_I2CSLV0_REG 0X26 //IIC从机0数据地址寄存器
  19. #define MPU_I2CSLV0_CTRL_REG 0X27 //IIC从机0控制寄存器
  20. #define MPU_I2CSLV1_ADDR_REG 0X28 //IIC从机1器件地址寄存器
  21. #define MPU_I2CSLV1_REG 0X29 //IIC从机1数据地址寄存器
  22. #define MPU_I2CSLV1_CTRL_REG 0X2A //IIC从机1控制寄存器
  23. #define MPU_I2CSLV2_ADDR_REG 0X2B //IIC从机2器件地址寄存器
  24. #define MPU_I2CSLV2_REG 0X2C //IIC从机2数据地址寄存器
  25. #define MPU_I2CSLV2_CTRL_REG 0X2D //IIC从机2控制寄存器
  26. #define MPU_I2CSLV3_ADDR_REG 0X2E //IIC从机3器件地址寄存器
  27. #define MPU_I2CSLV3_REG 0X2F //IIC从机3数据地址寄存器
  28. #define MPU_I2CSLV3_CTRL_REG 0X30 //IIC从机3控制寄存器
  29. #define MPU_I2CSLV4_ADDR_REG 0X31 //IIC从机4器件地址寄存器
  30. #define MPU_I2CSLV4_REG 0X32 //IIC从机4数据地址寄存器
  31. #define MPU_I2CSLV4_DO_REG 0X33 //IIC从机4写数据寄存器
  32. #define MPU_I2CSLV4_CTRL_REG 0X34 //IIC从机4控制寄存器
  33. #define MPU_I2CSLV4_DI_REG 0X35 //IIC从机4读数据寄存器
  34. #define MPU_I2CMST_STA_REG 0X36 //IIC主机状态寄存器
  35. #define MPU_INTBP_CFG_REG 0X37 //中断/旁路设置寄存器
  36. #define MPU_INT_EN_REG 0X38 //中断使能寄存器
  37. #define MPU_INT_STA_REG 0X3A //中断状态寄存器
  38. #define MPU_ACCEL_XOUTH_REG 0X3B //加速度值,X轴高8位寄存器
  39. #define MPU_ACCEL_XOUTL_REG 0X3C //加速度值,X轴低8位寄存器
  40. #define MPU_ACCEL_YOUTH_REG 0X3D //加速度值,Y轴高8位寄存器
  41. #define MPU_ACCEL_YOUTL_REG 0X3E //加速度值,Y轴低8位寄存器
  42. #define MPU_ACCEL_ZOUTH_REG 0X3F //加速度值,Z轴高8位寄存器
  43. #define MPU_ACCEL_ZOUTL_REG 0X40 //加速度值,Z轴低8位寄存器
  44. #define MPU_TEMP_OUTH_REG 0X41 //温度值高八位寄存器
  45. #define MPU_TEMP_OUTL_REG 0X42 //温度值低8位寄存器
  46. #define MPU_GYRO_XOUTH_REG 0X43 //陀螺仪值,X轴高8位寄存器
  47. #define MPU_GYRO_XOUTL_REG 0X44 //陀螺仪值,X轴低8位寄存器
  48. #define MPU_GYRO_YOUTH_REG 0X45 //陀螺仪值,Y轴高8位寄存器
  49. #define MPU_GYRO_YOUTL_REG 0X46 //陀螺仪值,Y轴低8位寄存器
  50. #define MPU_GYRO_ZOUTH_REG 0X47 //陀螺仪值,Z轴高8位寄存器
  51. #define MPU_GYRO_ZOUTL_REG 0X48 //陀螺仪值,Z轴低8位寄存器
  52. #define MPU_I2CSLV0_DO_REG 0X63 //IIC从机0数据寄存器
  53. #define MPU_I2CSLV1_DO_REG 0X64 //IIC从机1数据寄存器
  54. #define MPU_I2CSLV2_DO_REG 0X65 //IIC从机2数据寄存器
  55. #define MPU_I2CSLV3_DO_REG 0X66 //IIC从机3数据寄存器
  56. #define MPU_I2CMST_DELAY_REG 0X67 //IIC主机延时管理寄存器
  57. #define MPU_SIGPATH_RST_REG 0X68 //信号通道复位寄存器
  58. #define MPU_MDETECT_CTRL_REG 0X69 //运动检测控制寄存器
  59. #define MPU_USER_CTRL_REG 0X6A //用户控制寄存器
  60. #define MPU_PWR_MGMT1_REG 0X6B //电源管理寄存器1
  61. #define MPU_PWR_MGMT2_REG 0X6C //电源管理寄存器2
  62. #define MPU_FIFO_CNTH_REG 0X72 //FIFO计数寄存器高八位
  63. #define MPU_FIFO_CNTL_REG 0X73 //FIFO计数寄存器低八位
  64. #define MPU_FIFO_RW_REG 0X74 //FIFO读写寄存器
  65. #define MPU_DEVICE_ID_REG 0X75 //器件ID寄存器
  66. //如果AD0脚(9脚)接地,IIC地址为0X68(不包含最低位).
  67. //如果接V3.3,则IIC地址为0X69(不包含最低位).
  68. #define MPU_ADDR 0X68
  69. unsigned char Mpu6050_Init(void);
  70. unsigned char Mpu6050_WriteLen(unsigned char addr, unsigned char reg, unsigned char len, unsigned char *buf); //IIC连续写
  71. unsigned char Mpu6050_ReadLen(unsigned char addr, unsigned char reg, unsigned char len, unsigned char *buf); //IIC连续读
  72. unsigned char Mpu6050_WriteByte(unsigned char reg, unsigned char data); //IIC写一个字节
  73. unsigned char Mpu6050_ReadByte(unsigned char reg); //IIC读一个字节
  74. unsigned char Mpu6050_SetGyroFsr(unsigned char fsr);
  75. unsigned char Mpu6050_SetAccelFsr(unsigned char fsr);
  76. unsigned char Mpu6050_SetLPF(unsigned short lpf);
  77. unsigned char Mpu6050_SetRate(unsigned short rate);
  78. unsigned char Mpu6050_SetFifo(unsigned char sens);
  79. short Mpu6050_GetTemperature(void);
  80. unsigned char Mpu6050_GetGyroscope(short *gx, short *gy, short *gz);
  81. unsigned char Mpu6050_GetAccelerometer(short *ax, short *ay, short *az);
  82. void usart1_report_imu(short roll, short pitch, short yaw);
  83. #endif

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