如何驱动一个传感器？|学习笔记

开发者学堂课程【HaaS 智能硬件开发训练营：】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。

课程地址：https://developer.aliyun.com/learning/course/832/detail/13959

如何驱动一个传感器？

 

内容介绍：

一、 HaaS 资源介绍

二、 硬件常用接口 SPI/I2C 的介绍

三、如何从零扩展一个传输器

 

一.HaaS 资源介绍

HaaS EDU K1是 HaaS Education Kit1的缩写，是基于四核高性能 HaaS1000芯片打造的、集颜值和内涵于一身的物联网教育开发板。

HaaS EDU K1接口资源丰富，自带了一个1.3寸、分辨率128*64的 OLED 显示屏，通过 SPI 驱动，同时还配备了多款传感器，通过I2C 通信。

左侧图为六轴传感器 右侧图为 SPI 接口（可通过接插线接到 OID 显示屏并通过 SPI 驱动）

 

二、硬件常用接口 SPI/I2C 的介绍

1.I2C 介绍

I＾2C 的正确读法为＂I方C＂。 C ( Inter - Integrated Circuit ）是一种串行通信总线，使用多主从架构，由飞利浦公司在80年代为了让 CPU 可以连接低速周边设备而设计的。

常用场景（一般为低速外设）:

Ø 保存用户的设置所用的 NVRAM 芯片

Ø DAC （数字模拟转换器）和 ADC （模拟数字转换器）

Ø 小型液晶或 OLED 屏幕  注意：分辨率不能太高

Ø 各种监控器（电池监控、键盘监控、 CPU 的温度及风扇转速状态监控）模块

Ø RTC（实时时钟）I2C 最频繁的场景

Ø GPI0扩展芯片 当 CPU 的资源足够丰富的时候，此时可以通过扩展，但注意I2C 扩展不适应做高速模拟，如果I2C扩展的 GPR 芯片上模拟 SPI，可能会造成I2C 的紊乱

Ø 温湿度、光感、加速度、陀螺仪、接近、触控、燃气检测等各种类型的低速传感器

2.I2C 特点

I2C 有两根总线 SDA(串行数据线)和 SCL(串行时钟线)两条双向漏极开路，需要外接上拉电阻才能正常工作

基于地址（当一个总线的量多的则会产生地址冲突）

地址模式:7-bit 或10-bit（由地址冲突衍生）

多主从模式（支持多个主设备访问且在一个标准数据中不会被其他干扰）

半双工数据传输：同一时间点只能发或收（区别于全双工：一条数据线用于发送，一条数据包线用于接收，即同一时间点可以发和收）

速度模式:低速(10kbps)、标准(100kbps)、快速(4000kbps)、快速+(1Mbps)、高速(3.4Mbps)

多数I2C 速率为100kbps—400kbps

3.I2C 速度影响因素

跳片跳跃时间与电容大小有关

4.I2C 重要概念

I2C 总线是由菲利普公司开发的一种总线系统。12C 总线系统问世后，迅速在彩电等家电产品中得到广泛的应用，尤其是在新型彩电中应用最多。12C 总线（12C BUS , Inter Integrated － circuit Bus ）常见的中文译名有集成电路间总线或内部集成电路总线。下面简要介绍一下作为彩电维修人员应掌握的一些关于12C 总线的基本概念。

所有I2C 的传输都是基于 start 到 stop

当两个总线处于高电平即空闲状态时，在时钟线处于高电平时地址线有一个下拉式跳变被认为 start 开始的标志，到最后 SCL 处于高电平，SDA 有一个上升的状态时被认为是结束的标志。

5.数据传输格式

每个有效数据传输都为8个字节（有效数据遵循高位在前，低位在后）；最后会跟一个 ACK/NACK 标志（ACK 表 示0，NACK 表示1）

上述设计意义：当左侧未响应时，中部低电平仍默认为1

8bit 数据，MSB 在前

1bit ACK/NACK

SDA 数据切换发生在 SCL 低电平期间

SCL 高电平期间，SDA 应保持不变

一次数据传输过程中支持连续传输模式（中间无停顿，直到主设备发出 stop 信号或者 ACK 标志）

6.I2C 协议应答/非应答的标志

ACK:数据传输正常则接收方回复 ACK 给发送方

NACK 的几种情况:

（1）I2C 总线上没有挂载目标地址的从设备

（2）接收方正在进行其他实时操作，没有准备好和对方进行通信

（3）接收方接收到了未知数据

（4）数据传输过程中，接收方没办法再继续接收更多数据

在发生 NACK 后，主设备可以结束发送，也可以不结束发起重复开始(和开始信号一样)的标志

7.写操作详解

目的：主设备需要给从设备发送数据（进行写操作）

步骤：

a.主设备发送 START 信号和寻址数据（从设备地址和写标志）；从设备应答（未处于 busy 状态）

b.主设备发送数据，从设备发送应答／非应答

c.主设备发送 STOP 信号

主设备发送2字节数据给从设备的传输过程描述：

8.读操作详解

目的:主设备需要从从设备接收数据(进行读操作)步骤:

（1）主设备发送 START 信号和寻址数据(从设备地址和读标志);从设备应答（当主设备发生 ACK 的指令，从设备也会发送 ACK，当主设备读完后则发送 stop 结束整个流程）

（2）从设备发送数据，主设备发送应答/非应答（当两个设备之间出现错误，主设备则会发出 NACK 的指令，从设备也不会继续运行，做出等待 stop 的动作）

（3）主设备发送 STOP 信号

主设备从从设备读取两个字节时候的传输过程描述:

7bit 模式

-8个预留地址

-有效地址为120个

10bit 模式

-有效地址1024

7bit 模式

首先一个 start 的指令，后跟着7个字节地址，后为读操作的标志位，从设备在 ACK 后做一个数据回复

10bit 模式

因为10bit 无法凑足两个周期，因此前边由两个标识前面的预留与11110XX 一致，11110为5字节的地址表示，后为从设备高2-bit 地址，代表此为10bit 的标识；通过这种预留既可以兼容7bit 也可以兼容10bit

9.SPI 简介

SPI 是串行外设接口(Serial PeripheralInterface)的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，总线它是由Motorola公司推出的。

SPI 采用主从方式工作。主机通常为 FPGA、MCU 或 DSP 等可编程控制器，从机通常为 EPROM、Flash AD/DA，音视频处理芯片等设备。一般由 SCLKCSMOSIMISO 四根线组成，有的地方可能是:SCK SSSDLSDO 等名称，都是一样的含义。当有多个从机存在时，通过 CS 来选择要控制的从机设备。和标准 SPI 类似的协议，还有卫的 SSP 协议，区别主业在片选信号的时席上。

10.使用场景

SPI 协议主要用于短距离的通信系统中，特别是嵌入式系统，比如以下芯片:

存储器:RAM，EEPROM，Flash 等（运用于大量存储）

数模转换:A/D，D/A 转换器等

驱动接口:LED 显示驱动器、I/O 接口芯片、UART 收发器等。

11.SPI 特点

SPI 至少需要4根线，分别为:MISO(主设备输入，从设备输出)，MOSI(主设备输出，从设备输入)，SCLK(主时钟)， CS(片选)。

无地址模式;当主设备想要和某从设备进行通信时候，主设备需要先向对应从设备的片选线(CS)上发送使能信号表示选中该从设备

一般为一主多从模式串行全双工数据传输

速度模式:一般情况下，SPI 模块的最大时钟频率为系统时钟频率的1/2，虽然 SPI 的传输速率主要受限干 CPU 处理 SPI 数据的能力，但在同另一个非常高速率的 SPI 设备通讯时，SPI 的最大时钟频率将有可能制约其传输速率。

12.SPI 重要概念（区分与四种传输模式）

13.SPI 协议特点

主-从模式(Master-Slave)的控制方式

SPI 规定了两个 SPI 设备之间通信必须由主设备(Master)来控制次设备(Slave)。一个 Master 设备可以通过提供 Clock以及对 Slave 设备进行片选(SlaveSelect)来控制多个 Slave 设备，

Slave 设备本身不能产生或控制 Clock，没有 Clock 则 Slave 设备不能正常工作。（下图为主设备控制从设备的流程）

同步方式传输

Master 设备会根据将要交换的数据来产生相应的时钟脉冲，时钟脉冲组成了时钟信号，时钟信号通过时钟极性和时钟相位控制着两个 SPI 设备间何时数据交换以及何时对接收到的数据进行采样，来保证数据在两个设备之间是同步传输的。

数据交换

SPI 设备间的数据传输之所以又被称为数据交换，是因为 SPI 协议规定一个 SPI 设备不能在数据通信过程中仅仅只充当一个"发送者(Transmitter)"或者"接收者(Receiver)"。

在每个 Clock 周期内，SPI 设备都会发送并接收一个 bit 大小的数据(不管主设备好还是从设备)，相当于该设备有一个bit 大小的数据被交换了。一个 Slave 设备要想能够接收到 Master 发过来的控制信号，必须在此之前能够被 Master设备进行访问(Access)。

因此，在程序中一般都会在 SPI 传输完数据后，再读取 SPI 设备里的数据，即使这些数据在程序里是无用的，从而保证即使是无效的也能保证数据传输继续。

SPI 只有主模式和从模式之分

SPI 没有读和写的说法，因为实质上每次 SPI 是主从设备在交换数据，也就是说，你发一个数据必然会收到一个数据;你要收一个数据必须也要先发一个数据。

工作机制

SSPBUF：泛指SPI设备里面的内部缓冲区，一般在物理上是以FIFO的形式，保存传输过程中的临时数据;

SSPSR：泛指 SPI 设备里面的移位奇存器，它的作用是根据设置好的数据位宽(bit-width)把数据移入或者移出 SSPBUF;可以做到高速传输，在同硬件中节省成本

Controller：泛指 SPI 设备里面的控制寄存器，可以通过配置它们来设置 SPI 总线的传输模式。

极性与相位

极性，会直接影响 SPI 总线空闲时的时钟信号是高电平还是低电平。

CPOL=1:表示空闲时是高电平;

相位，直接决定 SPI 总线从那个跳变沿开始采样数据。

CPOL=0:表示从第一个跳变沿（上升点）开始采样；

CPOL=0:表示空闲时是低电平。

CPHA=1:表示从第二个跳变沿开始采样。（由图可见跳变数据为1）

14.四种传输模式

CPOL 和 CPHA 的不同组合，形成了 SPI 总线的不同模式。

时钟极性 CPOL 是用来配置 SCLK 的电平出于哪种状态时是空闲态或者有效态，时钟相位 CPHA

是用来配置数据采样是在第几个边沿: CPOL=0，表示当 SCLK=0时处于空闲态，所以有效状态就是 SCLK 处于高电平时。 CPOL=1，表示当 SCLK=1时处于空闲态，所以有效状态就是 SCLK 处于低电平时。 CPHA=0，表示数据采样是在第1个边沿，数据发送在第2个边沿。

CPHA=1，表示数据采样是在第2个边沿，数据发送在第1个边沿。

15.数据传输举例

目的:主设备与从设备同步通信步骤:

（1）配置 CPOL=0，CPHA=1

（2）主设备使能 CS 管脚(拉低)，主设备发送数据0x10，0x11，0x13到从设备

（3）从设备发送数据0x11，0x12，0x13到主设备

（4）主设备释放 CS 管脚(拉高)，结束通信。

传输过程如下:

4线/3线模式

SPI 比较混乱，主要是没有标准的协议，只有 moto 的的事实标准。所以衍生出多个版本，但没有本质的差异。SPI 分4线和3线，4线接口:包括 SCLK、SDO、SDI、SS;3线接口:包括 SCLK、SDA、SS。

DCX 命令数据选择的3/4线模式

4线串口由 SCL、SI，A0（代表标志位，高时传输命令词，低时传输数据从而区分传输的是数据还是命令）以及 CS 组成。

在 SCL 的每个上升沿，将 D7、D6、…D0移入9位寄存器，每隔8个时钟对 A0采样，并将数据读出。

3线串口由 SCL、SI 以及 CS 组成。（通过人为添加一位 DC）

在 SCL 的每个上升沿，将 D7、D6、… D0移入8位寄存器，DC 位将确认本条数据传输的数据还是指令。DC=0则传输的为数据，DC=1则传输的为指令

16.SPI 与I2C 对比

17.HaaS Python 开发环境搭建

【参考链接】

快速搭建 Python 开发环境:

https://blog.csdn.net/HaaSTech/article/details/118281822

文档库:

https://q.alicdn.com/HaaSAI/PythonDoc/quickstart/index.html#

技术社区:https://blog.csdn.net/HaaSTech

HaaSEDUK1的下载方式

a.点击右侧链接https://g.alicdn.com/HaaSAI/PythonDoc/quickstart/quickstart_haaseduk1.html

b.在环境搭建中点击 HaaSEDUK1固件（随后进入安装目录）

c.安装页面代码如下所示

>>>  

(ash:/data)#(ash:/data)#(ash:/data)#

(ash:/data)# cd /data/python-apps/driver/i2c/

(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)# ls

README.md main.py

test_ap3216c.py test_mpu6050.py test_qmc5883.py test_si7006.py test_sp106.py

(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)#(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)#(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)#(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)#(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)#(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)#(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)# cmd not found

(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)#(ash:/data/python-apps/driver/i2c/)# Terminating...

Skipping tty reset... Thanks for using picocom

haaseduk1

haaseduk1 ls

20210719 aos.bin flash_program.py littlefs.bin ymodem.py ymodem.pyc

haaseduk1

d.将 EDU 接入电脑即可下载

【相关命令】

MAC烧录命令:python flash-programpy--bin=./aosbin--bin=/littlefsbin#0xB32000

串口:picocom-b1500000 /dev/cu.usbserial-AU03ON5E

a.打开上述搭建链接

创建工程

本实验的应用代码入口主要是通过 HaaS studio

https://q.alicdn.com/HaaSAl/PythonDoc/quickstart

/quickstart ide haasstudio.html#quickref-python-

ide-haasstudio

选取的 demo 为 python_gpio

与之对应的驱动代码为:

/data/lib/micropython/i2c.py

/data/lib/micropython/spi.py

注意:固件烧录为 python 轻应用之后，驱动文件会默认被打包，及时将烧录模式结束防止每次都重新下载

如上图所示创建

18.I2C 实验

温湿传感器 Si7006介绍

Si7006是 SiliconLabs 公司推出的，其内部集成了温度传处理器、相对湿度传感元件、模拟/数字转换器、信号处理器以及一个I2C 接口控制器。

I2C 接口，从设备为7-bit 地址:0x40

相对湿度传感器

■最大误差:士5%RH 量程范围:0-80%RH 工作范围:0-100%RH

温度感应器

■最大误差:+1.0℃

■量程范围:-10至+85℃

■工作范围:-40至+125℃

工作电压:19-3.6V

低功耗:33V每秒采样一次情况下22μW

组成：湿度模块、温度模块、ADC（读取数值）、校转部分

测试寄存器介绍-user Register

验证读写功能

【D7D0】:测量分辨率:

RH Temp

00: 12 bit 14 bit

01: 8 bit 12 bit

10:10 bit 13 bit

11:11 bit 11 bit

D6:VDD 状态，1=VDDOk，0=VDDlow.

D2:1，片上 heater 功能使能，0=片上 heater 功能关闭。（本次实验重点开关该分辨器）

D5,D4,D3，D1 :保留。

仅有 D7，D0，D2这三个 bit 可配置。

I2C Python 接口介绍

def open(type):

打开并根据 board.son 配置实例

def write(dataBuffer):（无组合其他操作）

发送数据，该函数为阻塞函数，I2C 发送完成后才会返

def read(dataBuffer):

主动读取指定 bytes 的I2C 数据。该函数为阻塞函数，会一直等待读取指定 bytes 的数据

def writeReg(addr dataBuffer):

向寄存器地址 memaddr 发送数据，该函数为阻塞函数，I2C 发送完成后才会返回

def readReg(addrdataBuffer):

主动向寄存器地址 memaddr 读取指定 bytes 的I2C 数据。该函数为阻塞函数，会一直等待读取指定 bytes 的数据

def close():

关闭实例

启动如下所示

i2c/ kv/led/       oled/

pwm /rtc/spi/timer/

uart /wdg/

( ash :/ data )# cat / data / python - apps / driver / board . json

{

＂ name ＂:＂ haasedu ＂,

＂ version ＂:＂1.0.0＂,

“ io ＂:{

＂mpu6050＂:{" type ":"I2C＂,

＂ port ＂:1,

“ addrWidth ":7,

＂ freq ":100000,＂ mode ":" master ＂,

＂ devAddr ＂:105

}

＂ap3216c":{

＂ type ":"I2C＂,

＂ port ＂:1,

＂ addrWidth ＂:7,＂

freq ":100000,＂

mode ":＂ master ",

＂ devAddr ＂:30

}

＂si7006＂:{

＂ type ":"I2C＂,

“port”：1

＂ addrWidth ＂:7,

" freq ":400000,

" mode ":＂ master ＂,

" devAddr ＂:64

}，

＂sp106＂:{

＂ type ":"I2C＂,

I2C 读写实验演示环节

from driver import I2C

i2c=I2C()

i2c. open ("si7006")

ret =i2c. write ( bytearray ([0xE6,0xBF])) print ( ret )

ret =i2c. write ( bytearray ([0xE7])) print ( ret )

version = bytearray (1)

ret =i2c. read ( version )

print ( version )

i2c. close ()

SPI 实验-接口介绍

右侧图 DI0相当于 SMO，O 表示输出，0表示输入

SPI Python 接口介绍

def open(type):

打开并根据 board.json 配置实例

Def write(dataBuffer):

通过SPI发送数据，该函数为阻塞函数，SPI 发送完成后才会返回

def read(dataBuffer):

读取指定 bytes 的 SPI 数据，该函数为阻塞函数，读取到指定 bytes 的数据后才会返回

def sendRecv(writeDataBufferreadDataBuffer):

通过 SPI 发送数据阻塞发送数据，发送完后，再阻塞读取指定 bytes 的数据

def close():

关闭实例（防止其他接口接入时被占用）

19.SPI 读写实验演示环节

首先调出代码如下所示：

# coding=utf-8

# This is a sample python script. from driver import spi

print("-.-----------------Spi test--------------------") spi=sPI()

spi.open("SPIO")

readBuf=bytearray(3)

writeBuf=bytearray([0x9f]) print(writeBuf) print(readBuf)

value m spi.sendRecv(writeBuf, readBuf) print(value)

print(writeBuf) print(readBuf) spi.close()

print(*-------------------sp1 test--------------------")

(ash:/data)# MicroPython v1.15 on 2021-07-01; HaaS with Alios

Type "help()" for more information.

>>>

>>>

>>>

>>>

>>>

>>>

>>>

>>> # coding=utf-8

>>> # This is a sample Python script.

>>> from driver import spi>>>

>>> print("-------------------spi test--------------------")

.------------spi test---- --------

>>> spi = SPI()

>>> spi.open("SPI0")

1299407/py_engine | spi 0 open succ

>>> readBuf = bytearray(3)

>>> writeBuf = bytearray([0x9f])

>>> print(writeBuf) bytearray(b'\x9f')

>>> print(readBuf)

bytearray(b'\x00\x00\x00')

>>> value = spi.sendRecv(writeBuf, readBuf)

>>> print(value)

>>> print(writeBuf) bytearray(b'\x9f')

>>> print(readBuf)

bytearray(b'\x00\x00\x00')

>>> spi.close(

>>> print("-----. ------spi test--------------------")

.----spi test------- -----------

 

三、如何从零扩展一个传感器

1.实验背景及技术点

I2C 总线技术

加速度计与陀螺仪传感器原理

实验技术点：

加速度传感器:通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

陀螺仪传感器:一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。现代陀螺仪可以精确地确定定位物体的方位，它在现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。陀螺仪分为机械式的陀螺仪、光纤陀螺仪及环式激光陀螺仪等。

陀螺仪传感器：

陀螺仪由1850年法国物理学家莱昂·傅科在研究地球自传中获得灵感而发明出来的，类似把一个高速旋转的陀螺放到一个万向支架上，靠陀螺的方向来计算角速度，现在小巧的芯本片造型和机械陀螺仪相比起来差别就太大了。

以 HaaSEDUK1使用的 MPU-6050为例，它属于传感 MEMS 分支 传感 MEMS 技术是指用微电子微机械加工出

来的、用敏感元件如电容、压电、压阻、热电耦、谐振、隧道电流充等来感受转换电信号的器件和系统。

>MPU6050是一款经典的 MEMS 陀螺仪，即硅微机电陀螺仪>MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem)是指集机械结

构、微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、通信接口电路及电源于一体的完整微型机电系统。

>绝大多数的 MEMS 陀螺仪依赖于相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。

>在MPU-6050内部，存在一质量块，当器件上电后，会触发质量块以固定频率横向运动（横向震荡不会影响电容差值）。当器件遭受外力具备加速度时，就会触发质量块的纵向运动，从而改变四周梳齿之间的距离，改变输出的电容，再通过 ADC 将模拟信号转换为数字信号，输出给外部。

2.硬件介绍

a.原理图及外观

支持 INT 中断功能，当数据到来时可以在该引脚上触发中断

(MPU6050 INT-- HaaS1000 GPIO P41)

特别注意:

AD0引脚决定了器件地址的第0bit。当 AD0连接高电平，即

AD0=1，此时器件地址为0x69（采用了I2C 通信，可直接使用不用外扩）

b.MPU6050芯片特性

12C 接口400kHz 快速模式

集成3轴 MEMS 陀螺仪、3轴MEMS 加速度计以及一个可扩展的数字运动处理器（作用：减轻运算负担）DMP(DigitalMotion Processor)

可用12C 接口扩展第三方的数字传感器，比如磁力计>陀螺仪和加速度计均使用16位的 ADC

陀螺仪可测范围为±250，±500，±1000，±2000°/秒(dps)>加速度计可测范围为±2，±4，±8，±16g

片内1024字节的 FIFO，有助于降低系统功耗

内嵌了一个温度传感器及精度范围在±1%内的振荡器>芯片尺寸4x4x0.9mm，QFN 封装(无引线方形封装)可承受最大10000g的冲击

c. MPU6050芯片特性

>对于一个物体来说，我们要描述它的运动姿态，除了用它在 xvz 三个轴方向的加速度之外，还会用

到它在三个轴的旋转运动状态（旋转方向）。

>欧拉角是表达旋转的最常用的方式之一。

>旋转运动姿态就是通过陀螺仪传感器来进行计算的，所以我们可以通过陀螺仪的测量结果并根据一定的

公式来计算 pitch、yaw 和 roll这三个指标。但计算过程设计到滤波、融合算法等等，会比较复杂。

>DMP 就是 MPU6050内部的运动引擎，全称 Digital Motion Processor（相当于协处理器），主要完成滤波和数据融合的操作，直接输出四元数，可以减轻外围微处理器的工作负。Motion Driver pitch 是 invensense 针对其运动传感器的软件包，并非全部开源，核心的算法部分用静态链接库的形式提供。

>DMP 对姿态运算频率最高200Hz。

下图为芯片特性图

组成部分：最左侧为自检模块，通过 ADC 读取

d.MPU6050寄存器介绍

MPU6050芯片可配置选项很丰富，主要包括以下几类:

>配置寄存器(加速度、角速度、FIFO)

>12C 主从设备控制及状态寄存器（可支持读取和外扩第三方设备，作为 master 外接）

>中断控制及状态寄存器

>加速度、角速度及扩展传感器数据寄存器

>低功耗设定寄存器

Power Management 1

Type:Read/Write

DEVICE RESET:写入1，复位芯片

SLEEP:写入1，芯片进入低功耗模式（主控寄存器）

CYCLE:SLEEP 为0的时候，CYCLE 设置为1，设备进入周期性工作模式，可以通过对 PowerManagement2进行配置来控制器设定其工作周期

TEMP-DIS:写入1，关闭芯片的测温功能

CLKSEL:选择芯片工作使用的时钟源

Power Management 2

Type:Read/Write

LP _ WAKE _ CTRL ：设定 wake-up frequency

STBY_XA：写入1, X 轴加速度传感器进入 standby 模式

STBY_YA：写入1, Y 轴加速度传感器进入 standby 模式

STBY_ ZA：写入1, Z 轴加速度传感器进入 standby 模式

STBY_XG：写入1,× 轴陀螺仪传感器进入 standby 横式

STBY_YG：写入1, Y 轴陀螺仪传感器进入 standby 模式

STBY_ZG：写入1, Z 轴陀螺仪传感器进入 standby 模式

Accelrometer  Configurarion

Type: Read/Write

XG ST:写入1，X 轴陀螺仪传感器进入自测模式

YG ST:写入1，Y 轴陀螺仪传感器进入自测模式

ZG ST:写入1，Z 轴陀螺仪传感器进入自测模式

FS SEL:设置陀螺仪传感器的满量程范围

Accelerometer Configuration

Type: Read/Write

XA ST:写入1，X 轴加速度传感器进入自测模式

YA_ST:写入1，Y 轴加速度传感器进入自测模式

ZA ST:写入1，Z 轴加速度传感器进入自测模式

AFS SEL:设置加速度传感器的满量程范围

Sample Rate Divider

Type:Read/Write

传感器寄存器、FIFO 输出及 DMP 采样都是基于此 SampleRate 设定

Sample Rate=Gyroscope Output Rate/(1+SMPLRT_DIM)

SMPLRT DIV:设置加速度采样频率

对于加速度传感器，输出频率固定是1k，如果想要设定采样频率为50，则此寄存器目标值的计算方法为:SMPLRTDIV=1000/50-1

MPU6050寄存器介绍

Config Register

Type: ReadWrite

用于设定外部帧同步引脚的采样频率及数字低通滤波器(DigitalL ow Pass Filter)的设定值，设定对加速度及陀螺仪传感器同时生效

对比上图对应频率

3.软件介绍

本实验的应用代码入口主要是通过 HaaSstudio

https://g.alicdn.com/HaaSAl/PythonDoc/quickstart/quickstart ide haasstudio.html#quickref-python-ide-haasstudio

选取的 demo 为 python_gpio

与之对应的驱动代码为:

/data/lib/micropython/mpu6050.py

注意:固件烧录为 python 轻应用之后，驱动文件会默认被打包进去，如果路径冲突可以选择新的路径

Python 轻应用开发工具 HaaS-Studio

注意：如果开发者已经安装了 alios-studio 插件，使用 HaaS-Studio 之前需要先卸载 alios-studio.

前言

HaaSStudio 集 C/JS/Pvthon 三种语言开发干一体，实现了一个插件完成三种应用开发的功能。这里我们重点介绍一下Python 轻应用操作。

下面详细介绍一下插件的原理，操作方式及新增特色功能。

1 操作介绍

1.1安装 VS Code

开发者首先需要到微软的官方网站上下载 VSCode 安装包并进行安装，VSCode 安装包要求不低于版本1.57

VSCode 安装包下载网站为:https://code.visualstudio.com/

系统推荐

推荐 Windows 系统版本为 win10，MacOS 版本不低于10.15

1.2安装插件

安装完VSCode之后，开发者按照下图的指示完成 haas-studio 插件的安装。

1.3按钮介绍

插件安装完成后，如果你当前的 VSCode 未打开任何工作台，则 VSCode 左下角的状态栏只会显示新建工程的图标:

最后如下图所示：

1 #-*- coding:UTF-8 -*-

2 import utime

3 from mpu6050 import MPU6050

4

5 mpu6050Dev=MPU6050()

6 mpu6050Dev.open("mpu6050")

7 mpu6050Dev.init()

8 print("mpu6050 init finished")

9

0 ac = [ ]

1 gy = [ ]

12 while(True):

13 gy=mpu6050Dev.get_Gyroscope()

14print("mpu6050 gyro is:"，gy[0]，gy[1]，gy[2])

15 ac=mpu6050Dev.get_Accelerometer()

16 print("mpu6050 acc is: f ，ac[0]，ac[1]，ac[2])

17 utime.sleep(1)

18 mpu6050Dev.close()

19 print("test mpu6050 success!")

Python 轻应用 mpu6050模块

注：Python 不需要编流程，只需审查代码

i2c.py 模块

defopen(type):

打开并根据 board.ison 配置实例

def write(dataBuffer):

发送数据，该函数为阻塞函数（发送单组数据），I2C 发送完成后才会返

def read(dataBuffer):

主动读取指定 bytes 的I2C 数据。该函数为阻塞函数，会一直等待读取指定 bytes 的数据（将读写同时完成，可以更快的读取数据）

i2c.py defwriteRea(addrdataBuffer):

向寄存器地址 memaddr 发送数据，该函数为阻塞函数，I2C 发送完成后才会返回

defreadReg(addrdataBuffer):

主动向寄存器地址 memaddr 读取指定 bytes 的I2C 数据。该函数为阻塞函数会一直等待读取指定 bytes 的数据

def close():

关闭实例

MPU6065 python 驱动介绍

MPU6050测试代码介绍

MicroPython-board.json

首先确认 board.json 是否存在

然后确认里面是否存在 mpu6050的元素