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STM32F407硬件I2C實現(xiàn)MPU6050通訊
文章目錄
- STM32F407硬件I2C實現(xiàn)MPU6050通訊
- cubeide設(shè)置
- 寫操作與讀操作函數(shù)實現(xiàn)
- 復(fù)位，讀取溫度，角度等函數(shù)封裝
- mpu6050.c
- mpu6050.h
- 代碼分析
- DMP移植
- 1.修改頭文件路徑為自己的頭文件路徑
- 2.修改I2C讀寫函數(shù)為自己mcu平臺的讀寫函數(shù)
- 3.修改延時函數(shù)為自己平臺的延時函數(shù)
- 4.修改MPU6050的地址
- 使用舉例
工程代碼
https://download.csdn.net/download/weixin_52849254/87886714
cubeide設(shè)置
I2C1通道可選擇三種不同的通訊協(xié)議：I2C、SMBus-Alert-mode、SMBus-two-wire-Interface。
SMBus (System Management Bus,系統(tǒng)管理總線)， 為系統(tǒng)和電源管理這樣的任務(wù)提供了一條控制總線，SMBus與I2C總線之間在時序特性上存在一些差別
修改速度為50000
寫操作與讀操作函數(shù)實現(xiàn)
/*** @brief Manages error callback by re-initializing I2C.* @param Addr: I2C Address* @retval None*/
static void I2Cx_Error(uint8_t Addr)
{/* 恢復(fù)I2C寄存器為默認(rèn)值 */HAL_I2C_DeInit(&hi2c1);/* 重新初始化I2C外設(shè) */MX_I2C1_Init();
}
/*** @brief 寫寄存器，這是提供給上層的接口* @param slave_addr: 從機地址* @param reg_addr:寄存器地址* @param len：寫入的長度* @param data_ptr:指向要寫入的數(shù)據(jù)* @retval 正常為0，不正常為非0*/
int Sensors_I2C_WriteRegister(uint8_t slave_addr,uint8_t reg_addr,uint8_t len,uint8_t *data_ptr)
{HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;status = HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, slave_addr, reg_addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,data_ptr, len,I2Cx_FLAG_TIMEOUT);/* 檢查通訊狀態(tài) */if(status != HAL_OK){/* 總線出錯處理 */I2Cx_Error(slave_addr);}while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY){}/* 檢查SENSOR是否就緒進(jìn)行下一次讀寫操作 */while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, slave_addr, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, I2Cx_FLAG_TIMEOUT) == HAL_TIMEOUT);/* 等待傳輸結(jié)束 */while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY){}return status;
}/*** @brief 讀寄存器，這是提供給上層的接口* @param slave_addr: 從機地址* @param reg_addr:寄存器地址* @param len：要讀取的長度* @param data_ptr:指向要存儲數(shù)據(jù)的指針* @retval 正常為0，不正常為非0*/
int Sensors_I2C_ReadRegister(uint8_t slave_addr,uint8_t reg_addr,uint8_t len,uint8_t *data_ptr)
{HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;status =HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1,slave_addr,reg_addr,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,data_ptr,len,I2Cx_FLAG_TIMEOUT);/* 檢查通訊狀態(tài) */if(status != HAL_OK){/* 總線出錯處理 */I2Cx_Error(slave_addr);}while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY){}/* 檢查SENSOR是否就緒進(jìn)行下一次讀寫操作 */while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, slave_addr, I2Cx_FLAG_TIMEOUT, I2Cx_FLAG_TIMEOUT) == HAL_TIMEOUT);/* 等待傳輸結(jié)束 */while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY){}return status;
}
這段代碼是關(guān)于使用I2C進(jìn)行寄存器讀寫的函數(shù)實現(xiàn)。
首先，代碼中定義了一個靜態(tài)函數(shù)I2Cx_Error，用于處理I2C出錯的情況。在函數(shù)中，首先通過調(diào)用HAL_I2C_DeInit函數(shù)將I2C寄存器恢復(fù)為默認(rèn)值，然后調(diào)用MX_I2C1_Init函數(shù)重新初始化I2C外設(shè)。
接下來，代碼包含了兩個函數(shù)Sensors_I2C_WriteRegister和Sensors_I2C_ReadRegister，分別用于寫寄存器和讀寄存器操作。
Sensors_I2C_WriteRegister函數(shù)用于向從設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。它接受從設(shè)備地址(slave_addr)、寄存器地址(reg_addr)、要寫入的數(shù)據(jù)長度(len)和指向要寫入數(shù)據(jù)的指針(data_ptr)作為參數(shù)。在函數(shù)中，通過調(diào)用HAL_I2C_Mem_Write函數(shù)進(jìn)行I2C的內(nèi)存寫操作。如果通信狀態(tài)不正常，即status不等于HAL_OK，則調(diào)用I2Cx_Error函數(shù)進(jìn)行錯誤處理。然后，通過循環(huán)等待I2C傳輸完成，并檢查SENSOR是否就緒進(jìn)行下一次讀寫操作。
Sensors_I2C_ReadRegister函數(shù)用于從從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)。它接受從設(shè)備地址(slave_addr)、寄存器地址(reg_addr)、要讀取的數(shù)據(jù)長度(len)和指向存儲數(shù)據(jù)的指針(data_ptr)作為參數(shù)。在函數(shù)中，通過調(diào)用HAL_I2C_Mem_Read函數(shù)進(jìn)行I2C的內(nèi)存讀操作。如果通信狀態(tài)不正常，即status不等于HAL_OK，則調(diào)用I2Cx_Error函數(shù)進(jìn)行錯誤處理。然后，通過循環(huán)等待I2C傳輸完成，并檢查SENSOR是否就緒進(jìn)行下一次讀寫操作。
最后，函數(shù)返回status表示操作的狀態(tài)。
綜上所述，這段代碼實現(xiàn)了使用I2C進(jìn)行寄存器讀寫的功能，并在通信出錯時進(jìn)行了錯誤處理。
復(fù)位，讀取溫度，角度等函數(shù)封裝
mpu6050.c
#include "mpu6050.h"
#include "usart.h"
#include "i2c.h"
#include "main.h"#define MPU_ERROR I2C_ERROR
#define MPU_INFO I2C_INFO/*** @brief 寫數(shù)據(jù)到MPU6050寄存器* @param reg_add:寄存器地址* @param reg_data:要寫入的數(shù)據(jù)* @retval */
void MPU6050_WriteReg(uint8_t reg_add,uint8_t reg_dat)
{Sensors_I2C_WriteRegister(MPU6050_ADDRESS,reg_add,1,®_dat);
}/*** @brief 從MPU6050寄存器讀取數(shù)據(jù)* @param reg_add:寄存器地址* @param Read：存儲數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)* @param num：要讀取的數(shù)據(jù)量* @retval */
void MPU6050_ReadData(uint8_t reg_add,unsigned char* Read,uint8_t num)
{Sensors_I2C_ReadRegister(MPU6050_ADDRESS,reg_add,num,Read);
}/*** @brief 往MPU6050的指定寄存器寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)* @param addr: MPU6050的IIC通訊地址* reg : MPU6050寄存器地址* dat : 寫入的數(shù)據(jù)* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_write_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t dat)
{return Sensors_I2C_WriteRegister(addr, reg, 1, &dat);
}
/*** @brief 讀取MPU6050指定寄存器的值* @param addr: MPU6050的IIC通訊地址* reg : MPU6050寄存器地址* dat: 讀取到的寄存器的值* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_read_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *dat)
{return Sensors_I2C_ReadRegister(addr, reg, 1, dat);
}/*** @brief 初始化MPU6050芯片* @param * @retval */
void MPU6050_Init(void)
{//在初始化之前要延時一段時間，若沒有延時，則斷電后再上電數(shù)據(jù)可能會出錯Delay(100);MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x00); //解除休眠狀態(tài)MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_SMPLRT_DIV , 0x07); //陀螺儀采樣率MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_CONFIG , 0x06); MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_ACCEL_CONFIG , 0x01); //配置加速度傳感器工作在4G模式MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_GYRO_CONFIG, 0x18); //陀螺儀自檢及測量范圍，典型值：0x18(不自檢，2000deg/s)Delay(200);
}/*** @brief 讀取MPU6050的ID* @param * @retval 正常返回1，異常返回0*/
uint8_t MPU6050ReadID(void)
{unsigned char Re = 0;MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_WHO_AM_I,&Re,1); //讀器件地址printf("Re = %x\r\n",Re);if(Re != 0x68){MPU_ERROR("MPU6050 dectected error!\r\n檢測不到MPU6050模塊，請檢查模塊與開發(fā)板的接線");return 0;}else{MPU_INFO("MPU6050 ID = %d\r\n",Re);return 1;}}/*** @brief 讀取MPU6050的加速度數(shù)據(jù)* @param * @retval */
void MPU6050ReadAcc(short *accData)
{uint8_t 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];
}/*** @brief 讀取MPU6050的角加速度數(shù)據(jù)* @param * @retval */
void MPU6050ReadGyro(short *gyroData)
{uint8_t 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];
}/*** @brief 讀取MPU6050的原始溫度數(shù)據(jù)* @param * @retval */
void MPU6050ReadTemp(short *tempData)
{uint8_t buf[2];MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_GYRO_XOUT_H,buf,2); //讀取溫度值*tempData = (buf[0] << 8) | buf[1];
}/*** @brief 讀取MPU6050的溫度數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成攝氏度* @param * @retval */
void MPU6050_ReturnTemp(float *Temperature)
{short temp3;uint8_t buf[2];MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_GYRO_XOUT_H,buf,2); //讀取溫度值temp3= (buf[0] << 8) | buf[1]; *Temperature=((double) temp3/340.0)+36.53;}/*** @brief MPU6050軟件復(fù)位* @param 無* @retval 無*/
void mpu6050_sw_reset(void)
{mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x80);HAL_Delay(100);mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x00);
}/*** @brief MPU6050設(shè)置陀螺儀傳感器量程范圍* @param frs: 0 --> ±250dps* 1 --> ±500dps* 2 --> ±1000dps* 3 --> ±2000dps* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_set_gyro_fsr(uint8_t fsr)
{return mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_GYRO_CONFIG, fsr << 3);
}/*** @brief MPU6050設(shè)置加速度傳感器量程范圍* @param frs: 0 --> ±2g* 1 --> ±4g* 2 --> ±8g* 3 --> ±16g* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_set_accel_fsr(uint8_t fsr)
{return mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_ACCEL_CONFIG, fsr << 3);
}/*** @brief MPU6050設(shè)置數(shù)字低通濾波器頻率* @param lpf: 數(shù)字低通濾波器的頻率（Hz）* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_set_lpf(uint16_t lpf)
{uint8_t dat;if (lpf >= 188){dat = 1;}else if (lpf >= 98){dat = 2;}else if (lpf >= 42){dat = 3;}else if (lpf >= 20){dat = 4;}else if (lpf >= 10){dat = 5;}else{dat = 6;}return mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_CONFIG, dat);
}/*** @brief MPU6050設(shè)置采樣率* @param rate: 采樣率（4~1000Hz）* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_set_rate(uint16_t rate)
{uint8_t ret;uint8_t dat;if (rate > 1000){rate = 1000;}if (rate < 4){rate = 4;}dat = 1000 / rate - 1;ret = mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_SMPLRT_DIV, dat);if (ret != MPU6050_EOK){return ret;}ret = mpu6050_set_lpf(rate >> 1);if (ret != MPU6050_EOK){return ret;}return MPU6050_EOK;
}/*** @brief MPU6050獲取溫度值* @param temperature: 獲取到的溫度值（擴大了100倍）* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_get_temperature(int16_t *temp)
{uint8_t dat[2];uint8_t ret;int16_t raw = 0;ret = Sensors_I2C_ReadRegister(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_TEMP_OUT_H, 2, dat);if (ret == MPU6050_EOK){raw = ((uint16_t)dat[0] << 8) | dat[1];*temp = (int16_t)((36.53f + ((float)raw / 340)) * 100);}return ret;
}/*** @brief MPU6050獲取陀螺儀值* @param gx，gy，gz: 陀螺儀x、y、z軸的原始度數(shù)（帶符號）* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_get_gyroscope(int16_t *gx, int16_t *gy, int16_t *gz)
{uint8_t dat[6];uint8_t ret;ret = Sensors_I2C_ReadRegister(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_GYRO_XOUT_H, 6, dat);if (ret == MPU6050_EOK){*gx = ((uint16_t)dat[0] << 8) | dat[1];*gy = ((uint16_t)dat[2] << 8) | dat[3];*gz = ((uint16_t)dat[4] << 8) | dat[5];}return ret;
}/*** @brief MPU6050獲取加速度值* @param ax，ay，az: 加速度x、y、z軸的原始度數(shù)（帶符號）* @retval MPU6050_EOK : 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EACK: IIC通訊ACK錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_get_accelerometer(int16_t *ax, int16_t *ay, int16_t *az)
{uint8_t dat[6];uint8_t ret;ret = Sensors_I2C_ReadRegister(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_ACCEL_XOUT_H, 6, dat);if (ret == MPU6050_EOK){*ax = ((uint16_t)dat[0] << 8) | dat[1];*ay = ((uint16_t)dat[2] << 8) | dat[3];*az = ((uint16_t)dat[4] << 8) | dat[5];}return ret;
}/*** @brief MPU6050初始化* @param 無* @retval MPU6050_EOK: 函數(shù)執(zhí)行成功* MPU6050_EID: 獲取ID錯誤，函數(shù)執(zhí)行失敗*/
uint8_t mpu6050_init(void)
{uint8_t id;// mpu6050_hw_init(); /* MPU6050硬件初始化 */
// mpu6050_iic_init(); /* 初始化IIC接口 */mpu6050_sw_reset(); /* MPU6050軟件復(fù)位 */mpu6050_set_gyro_fsr(3); /* 陀螺儀傳感器，±2000dps */mpu6050_set_accel_fsr(0); /* 加速度傳感器，±2g */mpu6050_set_rate(50); /* 采樣率，50Hz */mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_INT_ENABLE, 0X00); /* 關(guān)閉所有中斷 */mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_USER_CTRL, 0X00); /* 關(guān)閉IIC主模式 */mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_FIFO_EN, 0X00); /* 關(guān)閉FIFO */mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_INT_PIN_CFG, 0X80); /* INT引腳低電平有效 */mpu6050_read_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_WHO_AM_I, &id); /* 讀取設(shè)備ID */printf("id = %d\r\n",id);if (id != 0x68){return MPU6050_EID;}mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x01); /* 設(shè)置CLKSEL，PLL X軸為參考 */mpu6050_write_byte(MPU6050_ADDRESS, MPU6050_RA_PWR_MGMT_2, 0x00); /* 加速度與陀螺儀都工作 */mpu6050_set_rate(50); /* 采樣率，50Hz */return MPU6050_EOK;
}
mpu6050.h
#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H
#include "main.h"// MPU6050, Standard address 0x68
#define MPU6050_ADDRESS 0xD0
//
#define MPU6050_WHO_AM_I 0x75
#define MPU6050_SMPLRT_DIV 0 //8000Hz
#define MPU6050_DLPF_CFG 0
#define MPU6050_GYRO_OUT 0x43 //MPU6050陀螺儀數(shù)據(jù)寄存器地址
#define MPU6050_ACC_OUT 0x3B //MPU6050加速度數(shù)據(jù)寄存器地址#define MPU6050_RA_XG_OFFS_TC 0x00 //[7] PWR_MODE, [6:1] XG_OFFS_TC, [0] OTP_BNK_VLD
#define MPU6050_RA_YG_OFFS_TC 0x01 //[7] PWR_MODE, [6:1] YG_OFFS_TC, [0] OTP_BNK_VLD
#define MPU6050_RA_ZG_OFFS_TC 0x02 //[7] PWR_MODE, [6:1] ZG_OFFS_TC, [0] OTP_BNK_VLD
#define MPU6050_RA_X_FINE_GAIN 0x03 //[7:0] X_FINE_GAIN
#define MPU6050_RA_Y_FINE_GAIN 0x04 //[7:0] Y_FINE_GAIN
#define MPU6050_RA_Z_FINE_GAIN 0x05 //[7:0] Z_FINE_GAIN
#define MPU6050_RA_XA_OFFS_H 0x06 //[15:0] XA_OFFS
#define MPU6050_RA_XA_OFFS_L_TC 0x07
#define MPU6050_RA_YA_OFFS_H 0x08 //[15:0] YA_OFFS
#define MPU6050_RA_YA_OFFS_L_TC 0x09
#define MPU6050_RA_ZA_OFFS_H 0x0A //[15:0] ZA_OFFS
#define MPU6050_RA_ZA_OFFS_L_TC 0x0B
#define MPU6050_RA_XG_OFFS_USRH 0x13 //[15:0] XG_OFFS_USR
#define MPU6050_RA_XG_OFFS_USRL 0x14
#define MPU6050_RA_YG_OFFS_USRH 0x15 //[15:0] YG_OFFS_USR
#define MPU6050_RA_YG_OFFS_USRL 0x16
#define MPU6050_RA_ZG_OFFS_USRH 0x17 //[15:0] ZG_OFFS_USR
#define MPU6050_RA_ZG_OFFS_USRL 0x18
#define MPU6050_RA_SMPLRT_DIV 0x19 // 采樣頻率分頻器
#define MPU6050_RA_CONFIG 0x1A // 配置寄存器
#define MPU6050_RA_GYRO_CONFIG 0x1B // 陀螺儀配置寄存器
#define MPU6050_RA_ACCEL_CONFIG 0x1C // 加速度計配置寄存器
#define MPU6050_RA_FF_THR 0x1D
#define MPU6050_RA_FF_DUR 0x1E
#define MPU6050_RA_MOT_THR 0x1F // 運動檢測閥值設(shè)置寄存器
#define MPU6050_RA_MOT_DUR 0x20
#define MPU6050_RA_ZRMOT_THR 0x21
#define MPU6050_RA_ZRMOT_DUR 0x22
#define MPU6050_RA_FIFO_EN 0x23 // FIFO使能寄存器
#define MPU6050_RA_I2C_MST_CTRL 0x24
#define MPU6050_RA_I2C_SLV0_ADDR 0x25
#define MPU6050_RA_I2C_SLV0_REG 0x26
#define MPU6050_RA_I2C_SLV0_CTRL 0x27
#define MPU6050_RA_I2C_SLV1_ADDR 0x28
#define MPU6050_RA_I2C_SLV1_REG 0x29
#define MPU6050_RA_I2C_SLV1_CTRL 0x2A
#define MPU6050_RA_I2C_SLV2_ADDR 0x2B
#define MPU6050_RA_I2C_SLV2_REG 0x2C
#define MPU6050_RA_I2C_SLV2_CTRL 0x2D
#define MPU6050_RA_I2C_SLV3_ADDR 0x2E
#define MPU6050_RA_I2C_SLV3_REG 0x2F
#define MPU6050_RA_I2C_SLV3_CTRL 0x30
#define MPU6050_RA_I2C_SLV4_ADDR 0x31
#define MPU6050_RA_I2C_SLV4_REG 0x32
#define MPU6050_RA_I2C_SLV4_DO 0x33
#define MPU6050_RA_I2C_SLV4_CTRL 0x34
#define MPU6050_RA_I2C_SLV4_DI 0x35
#define MPU6050_RA_I2C_MST_STATUS 0x36
#define MPU6050_RA_INT_PIN_CFG 0x37 // 中斷/旁路設(shè)置寄存器
#define MPU6050_RA_INT_ENABLE 0x38 // 中斷使能寄存器
#define MPU6050_RA_DMP_INT_STATUS 0x39
#define MPU6050_RA_INT_STATUS 0x3A
#define MPU6050_RA_ACCEL_XOUT_H 0x3B // 加速度值,X軸高8位寄存器
#define MPU6050_RA_ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define MPU6050_RA_ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define MPU6050_RA_ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define MPU6050_RA_ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define MPU6050_RA_ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define MPU6050_RA_TEMP_OUT_H 0x41 // 溫度值高八位寄存器
#define MPU6050_RA_TEMP_OUT_L 0x42
#define MPU6050_RA_GYRO_XOUT_H 0x43 // 陀螺儀值,X軸高8位寄存器
#define MPU6050_RA_GYRO_XOUT_L 0x44
#define MPU6050_RA_GYRO_YOUT_H 0x45
#define MPU6050_RA_GYRO_YOUT_L 0x46
#define MPU6050_RA_GYRO_ZOUT_H 0x47
#define MPU6050_RA_GYRO_ZOUT_L 0x48
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_00 0x49
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_01 0x4A
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_02 0x4B
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_03 0x4C
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_04 0x4D
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_05 0x4E
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_06 0x4F
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_07 0x50
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#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_10 0x53
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#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_13 0x56
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_14 0x57
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#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_17 0x5A
#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_18 0x5B
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#define MPU6050_RA_EXT_SENS_DATA_20 0x5D
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#define MPU6050_RA_MOT_DETECT_STATUS 0x61
#define MPU6050_RA_I2C_SLV0_DO 0x63
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#define MPU6050_RA_SIGNAL_PATH_RESET 0x68
#define MPU6050_RA_MOT_DETECT_CTRL 0x69
#define MPU6050_RA_USER_CTRL 0x6A // 用戶控制寄存器
#define MPU6050_RA_PWR_MGMT_1 0x6B // 電源管理寄存器1
#define MPU6050_RA_PWR_MGMT_2 0x6C // 電源管理寄存器2
#define MPU6050_RA_BANK_SEL 0x6D
#define MPU6050_RA_MEM_START_ADDR 0x6E
#define MPU6050_RA_MEM_R_W 0x6F
#define MPU6050_RA_DMP_CFG_1 0x70
#define MPU6050_RA_DMP_CFG_2 0x71
#define MPU6050_RA_FIFO_COUNTH 0x72
#define MPU6050_RA_FIFO_COUNTL 0x73
#define MPU6050_RA_FIFO_R_W 0x74
#define MPU6050_RA_WHO_AM_I 0x75 // 器件ID寄存器#define MPU6050_TC_PWR_MODE_BIT 7
#define MPU6050_TC_OFFSET_BIT 6
#define MPU6050_TC_OFFSET_LENGTH 6
#define MPU6050_TC_OTP_BNK_VLD_BIT 0#define MPU6050_VDDIO_LEVEL_VLOGIC 0
#define MPU6050_VDDIO_LEVEL_VDD 1#define MPU6050_CFG_EXT_SYNC_SET_BIT 5
#define MPU6050_CFG_EXT_SYNC_SET_LENGTH 3
#define MPU6050_CFG_DLPF_CFG_BIT 2
#define MPU6050_CFG_DLPF_CFG_LENGTH 3#define MPU6050_EXT_SYNC_DISABLED 0x0
#define MPU6050_EXT_SYNC_TEMP_OUT_L 0x1
#define MPU6050_EXT_SYNC_GYRO_XOUT_L 0x2
#define MPU6050_EXT_SYNC_GYRO_YOUT_L 0x3
#define MPU6050_EXT_SYNC_GYRO_ZOUT_L 0x4
#define MPU6050_EXT_SYNC_ACCEL_XOUT_L 0x5
#define MPU6050_EXT_SYNC_ACCEL_YOUT_L 0x6
#define MPU6050_EXT_SYNC_ACCEL_ZOUT_L 0x7#define MPU6050_DLPF_BW_256 0x00
#define MPU6050_DLPF_BW_188 0x01
#define MPU6050_DLPF_BW_98 0x02
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#define MPU6050_DLPF_BW_20 0x04
#define MPU6050_DLPF_BW_10 0x05
#define MPU6050_DLPF_BW_5 0x06#define MPU6050_GCONFIG_FS_SEL_BIT 4
#define MPU6050_GCONFIG_FS_SEL_LENGTH 2#define MPU6050_GYRO_FS_250 0x00
#define MPU6050_GYRO_FS_500 0x01
#define MPU6050_GYRO_FS_1000 0x02
#define MPU6050_GYRO_FS_2000 0x03#define MPU6050_ACONFIG_XA_ST_BIT 7
#define MPU6050_ACONFIG_YA_ST_BIT 6
#define MPU6050_ACONFIG_ZA_ST_BIT 5
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#define MPU6050_ACONFIG_AFS_SEL_LENGTH 2
#define MPU6050_ACONFIG_ACCEL_HPF_BIT 2
#define MPU6050_ACONFIG_ACCEL_HPF_LENGTH 3#define MPU6050_ACCEL_FS_2 0x00
#define MPU6050_ACCEL_FS_4 0x01
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#define MPU6050_ACCEL_FS_16 0x03#define MPU6050_DHPF_RESET 0x00
#define MPU6050_DHPF_5 0x01
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#define MPU6050_DHPF_HOLD 0x07#define MPU6050_TEMP_FIFO_EN_BIT 7
#define MPU6050_XG_FIFO_EN_BIT 6
#define MPU6050_YG_FIFO_EN_BIT 5
#define MPU6050_ZG_FIFO_EN_BIT 4
#define MPU6050_ACCEL_FIFO_EN_BIT 3
#define MPU6050_SLV2_FIFO_EN_BIT 2
#define MPU6050_SLV1_FIFO_EN_BIT 1
#define MPU6050_SLV0_FIFO_EN_BIT 0#define MPU6050_MULT_MST_EN_BIT 7
#define MPU6050_WAIT_FOR_ES_BIT 6
#define MPU6050_SLV_3_FIFO_EN_BIT 5
#define MPU6050_I2C_MST_P_NSR_BIT 4
#define MPU6050_I2C_MST_CLK_BIT 3
#define MPU6050_I2C_MST_CLK_LENGTH 4#define MPU6050_CLOCK_DIV_348 0x0
#define MPU6050_CLOCK_DIV_333 0x1
#define MPU6050_CLOCK_DIV_320 0x2
#define MPU6050_CLOCK_DIV_308 0x3
#define MPU6050_CLOCK_DIV_296 0x4
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#define MPU6050_CLOCK_DIV_500 0x9
#define MPU6050_CLOCK_DIV_471 0xA
#define MPU6050_CLOCK_DIV_444 0xB
#define MPU6050_CLOCK_DIV_421 0xC
#define MPU6050_CLOCK_DIV_400 0xD
#define MPU6050_CLOCK_DIV_381 0xE
#define MPU6050_CLOCK_DIV_364 0xF#define MPU6050_I2C_SLV_RW_BIT 7
#define MPU6050_I2C_SLV_ADDR_BIT 6
#define MPU6050_I2C_SLV_ADDR_LENGTH 7
#define MPU6050_I2C_SLV_EN_BIT 7
#define MPU6050_I2C_SLV_BYTE_SW_BIT 6
#define MPU6050_I2C_SLV_REG_DIS_BIT 5
#define MPU6050_I2C_SLV_GRP_BIT 4
#define MPU6050_I2C_SLV_LEN_BIT 3
#define MPU6050_I2C_SLV_LEN_LENGTH 4#define MPU6050_I2C_SLV4_RW_BIT 7
#define MPU6050_I2C_SLV4_ADDR_BIT 6
#define MPU6050_I2C_SLV4_ADDR_LENGTH 7
#define MPU6050_I2C_SLV4_EN_BIT 7
#define MPU6050_I2C_SLV4_INT_EN_BIT 6
#define MPU6050_I2C_SLV4_REG_DIS_BIT 5
#define MPU6050_I2C_SLV4_MST_DLY_BIT 4
#define MPU6050_I2C_SLV4_MST_DLY_LENGTH 5#define MPU6050_MST_PASS_THROUGH_BIT 7
#define MPU6050_MST_I2C_SLV4_DONE_BIT 6
#define MPU6050_MST_I2C_LOST_ARB_BIT 5
#define MPU6050_MST_I2C_SLV4_NACK_BIT 4
#define MPU6050_MST_I2C_SLV3_NACK_BIT 3
#define MPU6050_MST_I2C_SLV2_NACK_BIT 2
#define MPU6050_MST_I2C_SLV1_NACK_BIT 1
#define MPU6050_MST_I2C_SLV0_NACK_BIT 0#define MPU6050_INTCFG_INT_LEVEL_BIT 7
#define MPU6050_INTCFG_INT_OPEN_BIT 6
#define MPU6050_INTCFG_LATCH_INT_EN_BIT 5
#define MPU6050_INTCFG_INT_RD_CLEAR_BIT 4
#define MPU6050_INTCFG_FSYNC_INT_LEVEL_BIT 3
#define MPU6050_INTCFG_FSYNC_INT_EN_BIT 2
#define MPU6050_INTCFG_I2C_BYPASS_EN_BIT 1
#define MPU6050_INTCFG_CLKOUT_EN_BIT 0#define MPU6050_INTMODE_ACTIVEHIGH 0x00
#define MPU6050_INTMODE_ACTIVELOW 0x01#define MPU6050_INTDRV_PUSHPULL 0x00
#define MPU6050_INTDRV_OPENDRAIN 0x01#define MPU6050_INTLATCH_50USPULSE 0x00
#define MPU6050_INTLATCH_WAITCLEAR 0x01#define MPU6050_INTCLEAR_STATUSREAD 0x00
#define MPU6050_INTCLEAR_ANYREAD 0x01#define MPU6050_INTERRUPT_FF_BIT 7
#define MPU6050_INTERRUPT_MOT_BIT 6
#define MPU6050_INTERRUPT_ZMOT_BIT 5
#define MPU6050_INTERRUPT_FIFO_OFLOW_BIT 4
#define MPU6050_INTERRUPT_I2C_MST_INT_BIT 3
#define MPU6050_INTERRUPT_PLL_RDY_INT_BIT 2
#define MPU6050_INTERRUPT_DMP_INT_BIT 1
#define MPU6050_INTERRUPT_DATA_RDY_BIT 0// TODO: figure out what these actually do
// UMPL source code is not very obivous
#define MPU6050_DMPINT_5_BIT 5
#define MPU6050_DMPINT_4_BIT 4
#define MPU6050_DMPINT_3_BIT 3
#define MPU6050_DMPINT_2_BIT 2
#define MPU6050_DMPINT_1_BIT 1
#define MPU6050_DMPINT_0_BIT 0#define MPU6050_MOTION_MOT_XNEG_BIT 7
#define MPU6050_MOTION_MOT_XPOS_BIT 6
#define MPU6050_MOTION_MOT_YNEG_BIT 5
#define MPU6050_MOTION_MOT_YPOS_BIT 4
#define MPU6050_MOTION_MOT_ZNEG_BIT 3
#define MPU6050_MOTION_MOT_ZPOS_BIT 2
#define MPU6050_MOTION_MOT_ZRMOT_BIT 0#define MPU6050_DELAYCTRL_DELAY_ES_SHADOW_BIT 7
#define MPU6050_DELAYCTRL_I2C_SLV4_DLY_EN_BIT 4
#define MPU6050_DELAYCTRL_I2C_SLV3_DLY_EN_BIT 3
#define MPU6050_DELAYCTRL_I2C_SLV2_DLY_EN_BIT 2
#define MPU6050_DELAYCTRL_I2C_SLV1_DLY_EN_BIT 1
#define MPU6050_DELAYCTRL_I2C_SLV0_DLY_EN_BIT 0#define MPU6050_PATHRESET_GYRO_RESET_BIT 2
#define MPU6050_PATHRESET_ACCEL_RESET_BIT 1
#define MPU6050_PATHRESET_TEMP_RESET_BIT 0#define MPU6050_DETECT_ACCEL_ON_DELAY_BIT 5
#define MPU6050_DETECT_ACCEL_ON_DELAY_LENGTH 2
#define MPU6050_DETECT_FF_COUNT_BIT 3
#define MPU6050_DETECT_FF_COUNT_LENGTH 2
#define MPU6050_DETECT_MOT_COUNT_BIT 1
#define MPU6050_DETECT_MOT_COUNT_LENGTH 2#define MPU6050_DETECT_DECREMENT_RESET 0x0
#define MPU6050_DETECT_DECREMENT_1 0x1
#define MPU6050_DETECT_DECREMENT_2 0x2
#define MPU6050_DETECT_DECREMENT_4 0x3#define MPU6050_USERCTRL_DMP_EN_BIT 7
#define MPU6050_USERCTRL_FIFO_EN_BIT 6
#define MPU6050_USERCTRL_I2C_MST_EN_BIT 5
#define MPU6050_USERCTRL_I2C_IF_DIS_BIT 4
#define MPU6050_USERCTRL_DMP_RESET_BIT 3
#define MPU6050_USERCTRL_FIFO_RESET_BIT 2
#define MPU6050_USERCTRL_I2C_MST_RESET_BIT 1
#define MPU6050_USERCTRL_SIG_COND_RESET_BIT 0#define MPU6050_PWR1_DEVICE_RESET_BIT 7
#define MPU6050_PWR1_SLEEP_BIT 6
#define MPU6050_PWR1_CYCLE_BIT 5
#define MPU6050_PWR1_TEMP_DIS_BIT 3
#define MPU6050_PWR1_CLKSEL_BIT 2
#define MPU6050_PWR1_CLKSEL_LENGTH 3#define MPU6050_CLOCK_INTERNAL 0x00
#define MPU6050_CLOCK_PLL_XGYRO 0x01
#define MPU6050_CLOCK_PLL_YGYRO 0x02
#define MPU6050_CLOCK_PLL_ZGYRO 0x03
#define MPU6050_CLOCK_PLL_EXT32K 0x04
#define MPU6050_CLOCK_PLL_EXT19M 0x05
#define MPU6050_CLOCK_KEEP_RESET 0x07#define MPU6050_PWR2_LP_WAKE_CTRL_BIT 7
#define MPU6050_PWR2_LP_WAKE_CTRL_LENGTH 2
#define MPU6050_PWR2_STBY_XA_BIT 5
#define MPU6050_PWR2_STBY_YA_BIT 4
#define MPU6050_PWR2_STBY_ZA_BIT 3
#define MPU6050_PWR2_STBY_XG_BIT 2
#define MPU6050_PWR2_STBY_YG_BIT 1
#define MPU6050_PWR2_STBY_ZG_BIT 0#define MPU6050_WAKE_FREQ_1P25 0x0
#define MPU6050_WAKE_FREQ_2P5 0x1
#define MPU6050_WAKE_FREQ_5 0x2
#define MPU6050_WAKE_FREQ_10 0x3#define MPU6050_BANKSEL_PRFTCH_EN_BIT 6
#define MPU6050_BANKSEL_CFG_USER_BANK_BIT 5
#define MPU6050_BANKSEL_MEM_SEL_BIT 4
#define MPU6050_BANKSEL_MEM_SEL_LENGTH 5#define MPU6050_WHO_AM_I_BIT 6
#define MPU6050_WHO_AM_I_LENGTH 6#define MPU6050_DMP_MEMORY_BANKS 8
#define MPU6050_DMP_MEMORY_BANK_SIZE 256
#define MPU6050_DMP_MEMORY_CHUNK_SIZE 16void MPU6050ReadTemp(short *tempData);
void MPU6050ReadGyro(short *gyroData);
void MPU6050ReadAcc(short *accData);
void MPU6050_ReturnTemp(float*Temperature);
void MPU6050_Init(void);
uint8_t MPU6050ReadID(void);
void MPU6050_WriteReg(uint8_t reg_add,uint8_t reg_dat);
void MPU6050_ReadData(uint8_t reg_add,unsigned char* Read,uint8_t num);void MPU6050_PWR_MGMT_1_INIT(void);/* 操作函數(shù) */
uint8_t mpu6050_write(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t len, uint8_t *dat); /* 往ATK-MS6050的指定寄存器連續(xù)寫入指定數(shù)據(jù) */
uint8_t mpu6050_write_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t dat); /* 往ATK-MS6050的指定寄存器寫入一字節(jié)數(shù)據(jù) */
uint8_t mpu6050_read(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t len, uint8_t *dat); /* 連續(xù)讀取ATK-MS6050指定寄存器的值 */
uint8_t mpu6050_read_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *dat); /* 讀取ATK-MS6050指定寄存器的值 */
void mpu6050_sw_reset(void); /* ATK-MS6050軟件復(fù)位 */
uint8_t mpu6050_set_gyro_fsr(uint8_t fsr); /* ATK-MS6050設(shè)置陀螺儀傳感器量程范圍 */
uint8_t mpu6050_set_accel_fsr(uint8_t fsr); /* ATK-MS6050設(shè)置加速度傳感器量程范圍 */
uint8_t mpu6050_set_lpf(uint16_t lpf); /* ATK-MS6050設(shè)置數(shù)字低通濾波器頻率 */
uint8_t mpu6050_set_rate(uint16_t rate); /* ATK-MS6050設(shè)置采樣率 */
uint8_t mpu6050_get_temperature(int16_t *temp); /* ATK-MS6050獲取溫度值 */
uint8_t mpu6050_get_gyroscope(int16_t *gx, int16_t *gy, int16_t *gz); /* ATK-MS6050獲取陀螺儀值 */
uint8_t mpu6050_get_accelerometer(int16_t *ax, int16_t *ay, int16_t *az); /* ATK-MS6050獲取加速度值 */
uint8_t mpu6050_init(void);/* 函數(shù)錯誤代碼 */
#define MPU6050_EOK 0 /* 沒有錯誤 */
#define MPU6050_EID 1 /* ID錯誤 */
#define MPU6050_EACK 2 /* IIC通訊ACK錯誤 */#endif /*__MPU6050*/
代碼分析
主要涉及與MPU6050傳感器通信和配置相關(guān)的函數(shù)。以下是對每個函數(shù)的簡要說明：
MPU6050_WriteReg(uint8_t reg_add,uint8_t reg_dat): 將數(shù)據(jù)寫入MPU6050寄存器的函數(shù)。
MPU6050_ReadData(uint8_t reg_add,unsigned char* Read,uint8_t num): 從MPU6050寄存器讀取數(shù)據(jù)的函數(shù)。
mpu6050_write_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t dat): 向MPU6050指定寄存器寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)的函數(shù)。
mpu6050_read_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *dat): 讀取MPU6050指定寄存器的值的函數(shù)。
MPU6050_Init(void): 初始化MPU6050芯片的函數(shù)，包括解除休眠狀態(tài)和配置傳感器參數(shù)等。
MPU6050ReadID(void): 讀取MPU6050的ID，并檢查是否能夠正確識別MPU6050模塊。
MPU6050ReadAcc(short *accData): 讀取MPU6050的加速度數(shù)據(jù)。
MPU6050ReadGyro(short *gyroData): 讀取MPU6050的角加速度數(shù)據(jù)。
MPU6050ReadTemp(short *tempData): 讀取MPU6050的原始溫度數(shù)據(jù)。
MPU6050_ReturnTemp(float *Temperature): 將讀取到的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為攝氏度。
mpu6050_sw_reset(void): 執(zhí)行MPU6050的軟件復(fù)位操作。
mpu6050_set_gyro_fsr(uint8_t fsr): 設(shè)置MPU6050陀螺儀傳感器的量程范圍。
mpu6050_set_accel_fsr(uint8_t fsr): 設(shè)置MPU6050加速度傳感器的量程范圍。
mpu6050_set_lpf(uint16_t lpf): 設(shè)置MPU6050的數(shù)字低通濾波器頻率。
mpu6050_set_rate(uint16_t rate): 設(shè)置MPU6050的采樣率。
mpu6050_get_temperature(int16_t *temp): 獲取MPU6050的溫度值。
mpu6050_get_gyroscope(int16_t *gx, int16_t *gy, int16_t *gz): 獲取MPU6050的陀螺儀值。
mpu6050_get_accelerometer(int16_t *ax, int16_t *ay, int16_t *az): 獲取MPU6050的加速度值。
mpu6050_init(void): 對MPU6050進(jìn)行初始化的函數(shù)。
這些函數(shù)可以用于控制和讀取MPU6050傳感器的數(shù)據(jù)。請確保正確連接MPU6050模塊，并在代碼中適當(dāng)調(diào)用這些函數(shù)來實現(xiàn)您的應(yīng)用邏
DMP移植
先獲取到移植所需的文件，我使用的文件來自正點原子陀螺儀資料,見文件添加進(jìn)工程，再進(jìn)行自己mcu的適配修改
1.修改頭文件路徑為自己的頭文件路徑
inv_mpu.c
修改
inv_mpu_dmp_motion_driver.c
修改
2.修改I2C讀寫函數(shù)為自己mcu平臺的讀寫函數(shù)
inv_mpu.c
修改為
3.修改延時函數(shù)為自己平臺的延時函數(shù)
inv_mpu.c
修改為
inv_mpu_dmp_motion_driver.c
修改
4.修改MPU6050的地址
mpu6050.h
修改MPU6050地址為0XD0
inv_mpu.c
修改MPU6050地址為0XD0
軟件I2C讀取時不需要修改這個地址
使用舉例
/* 初始化MPU6050 */PRINT_LOG("<<File:%s Line:%d Function:%s>>\r\n ", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);int ret = 0;float pit, rol, yaw;int16_t acc_x, acc_y, acc_z;int16_t gyr_x, gyr_y, gyr_z;int16_t temp;ret = 1;ret = mpu6050_init();if (ret != 0){PRINT_LOG("<<File:%s Line:%d Function:%s>>\r\n ", __FILE__, __LINE__, __FUNCTION__);printf("MPU6050 init failed!\r\n");}ret = 1;while(ret){/* 初始化MPU6050 DMP */ret = mpu6050_dmp_init();if (ret != 0){printf("MPU6050 DMP init failed!\r\n");}}while (1){/* 獲取MPU6050 DMP處理后的數(shù)據(jù) */ret = mpu6050_dmp_get_data(&pit, &rol, &yaw);/* 獲取MPU6050加速度值 */ret += mpu6050_get_accelerometer(&acc_x, &acc_y, &acc_z);/* 獲取MPU6050陀螺儀值 */ret += mpu6050_get_gyroscope(&gyr_x, &gyr_y, &gyr_z);/* 獲取MPU6050溫度值 */ret += mpu6050_get_temperature(&temp);/* 上傳相關(guān)數(shù)據(jù)信息至串口調(diào)試助手 */printf("pit: %.2f, rol: %.2f, yaw: %.2f,\r\n ", pit, rol, yaw);printf("acc_x: %d, acc_y: %d, acc_z: %d, \r\n", acc_x, acc_y, acc_z);printf("gyr_x: %d, gyr_y: %d, gyr_z: %d, \r\n", gyr_x, gyr_y, gyr_z);printf("temp: %d\r\n", temp);ret = mpu6050_dmp_get_data(&pit, &rol, &yaw);printf("pit: %.2f, rol: %.2f, yaw: %.2f,\r\n ", pit, rol, yaw);HAL_Delay(5000);
// mpu6050_init();
// mpu6050_dmp_init();}
這段代碼初始化了MPU6050傳感器，并使用DMP（數(shù)字運動處理）模塊獲取傳感器的姿態(tài)數(shù)據(jù)（俯仰、橫滾和偏航），加速度數(shù)據(jù)，陀螺儀數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)。然后，它通過串口調(diào)試助手打印這些數(shù)據(jù)。在主循環(huán)中，代碼等待5秒鐘后重復(fù)獲取和打印數(shù)據(jù)。
請注意，上述代碼可能需要根據(jù)您的具體硬件配置和要求進(jìn)行修改和適應(yīng)。確保正確連接MPU6050模塊，并根據(jù)您的需求進(jìn)行必要的初始化和配置。
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