复位，读取温度，角度等函数封装
mpu6050.c
#include "mpu6050.h" #include "mpu6050_iic.h" #include "usart.h" #include "main.h" /** * @brief MPU6050硬件初始化 * @param 无 * @retval 无 */ static void mpu6050_hw_init(void) { GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct = {0}; /* 使能AD0引脚GPIO的时钟 */ MPU6050_AD0_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 初始化AD0引脚 */ gpio_init_struct.Pin = MPU6050_AD0_GPIO_PIN; /* AD0引脚 */ gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /* 推挽输出 */ gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */ gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */ HAL_GPIO_Init(MPU6050_AD0_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 控制MPU6050的AD0引脚为低电平 * 设置其IIC的从机地址为0x68 */ MPU6050_AD0(0); } /** * @brief 往MPU6050的指定寄存器连续写入指定数据 * @param addr: MPU6050的IIC通讯地址 * reg : MPU6050寄存器地址 * len : 写入的长度 * dat : 写入的数据 * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_write(uint8_t addr,uint8_t reg, uint8_t len, uint8_t *dat) { uint8_t i; mpu6050_iic_start(); mpu6050_iic_send_byte((addr << 1) | 0); if (mpu6050_iic_wait_ack() == 1) { mpu6050_iic_stop(); return MPU6050_EACK; } mpu6050_iic_send_byte(reg); if (mpu6050_iic_wait_ack() == 1) { mpu6050_iic_stop(); return MPU6050_EACK; } for (i=0; i<len; i++) { mpu6050_iic_send_byte(dat[i]); if (mpu6050_iic_wait_ack() == 1) { mpu6050_iic_stop(); return MPU6050_EACK; } } mpu6050_iic_stop(); return MPU6050_EOK; } /** * @brief 往MPU6050的指定寄存器写入一字节数据 * @param addr: MPU6050的IIC通讯地址 * reg : MPU6050寄存器地址 * dat : 写入的数据 * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_write_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t dat) { return mpu6050_write(addr, reg, 1, &dat); } /** * @brief 连续读取MPU6050指定寄存器的值 * @param addr: MPU6050的IIC通讯地址 * reg : MPU6050寄存器地址 * len: 读取的长度 * dat: 存放读取到的数据的地址 * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_read(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t len, uint8_t *dat) { mpu6050_iic_start(); mpu6050_iic_send_byte((addr << 1) | 0); if (mpu6050_iic_wait_ack() == 1) { mpu6050_iic_stop(); return MPU6050_EACK; } mpu6050_iic_send_byte(reg); if (mpu6050_iic_wait_ack() == 1) { mpu6050_iic_stop(); return MPU6050_EACK; } mpu6050_iic_start(); mpu6050_iic_send_byte((addr << 1) | 1); if (mpu6050_iic_wait_ack() == 1) { mpu6050_iic_stop(); return MPU6050_EACK; } while (len) { *dat = mpu6050_iic_read_byte((len > 1) ? 1 : 0); len--; dat++; } mpu6050_iic_stop(); return MPU6050_EOK; } /** * @brief 读取MPU6050指定寄存器的值 * @param addr: MPU6050的IIC通讯地址 * reg : MPU6050寄存器地址 * dat: 读取到的寄存器的值 * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_read_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *dat) { return mpu6050_read(addr, reg, 1, dat); } /** * @brief MPU6050软件复位 * @param 无 * @retval 无 */ void mpu6050_sw_reset(void) { mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_PWR_MGMT1_REG, 0x80); delay_ms(100); mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_PWR_MGMT1_REG, 0x00); } /** * @brief MPU6050设置陀螺仪传感器量程范围 * @param frs: 0 --> ±250dps * 1 --> ±500dps * 2 --> ±1000dps * 3 --> ±2000dps * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_set_gyro_fsr(uint8_t fsr) { return mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_GYRO_CFG_REG, fsr << 3); } /** * @brief MPU6050设置加速度传感器量程范围 * @param frs: 0 --> ±2g * 1 --> ±4g * 2 --> ±8g * 3 --> ±16g * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_set_accel_fsr(uint8_t fsr) { return mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_ACCEL_CFG_REG, fsr << 3); } /** * @brief MPU6050设置数字低通滤波器频率 * @param lpf: 数字低通滤波器的频率（Hz） * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ 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_IIC_ADDR, MPU_CFG_REG, dat); } /** * @brief MPU6050设置采样率 * @param rate: 采样率（4~1000Hz） * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ 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_IIC_ADDR, MPU_SAMPLE_RATE_REG, dat); if (ret != MPU6050_EOK) { return ret; } ret = mpu6050_set_lpf(rate >> 1); if (ret != MPU6050_EOK) { return ret; } return MPU6050_EOK; } /** * @brief MPU6050获取温度值 * @param temperature: 获取到的温度值（扩大了100倍） * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_get_temperature(int16_t *temp) { uint8_t dat[2]; uint8_t ret; int16_t raw = 0; ret = mpu6050_read(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_TEMP_OUTH_REG, 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获取陀螺仪值 * @param gx，gy，gz: 陀螺仪x、y、z轴的原始度数（带符号） * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_get_gyroscope(int16_t *gx, int16_t *gy, int16_t *gz) { uint8_t dat[6]; uint8_t ret; ret = mpu6050_read(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_GYRO_XOUTH_REG, 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获取加速度值 * @param ax，ay，az: 加速度x、y、z轴的原始度数（带符号） * @retval MPU6050_EOK : 函数执行成功 * MPU6050_EACK: IIC通讯ACK错误，函数执行失败 */ uint8_t mpu6050_get_accelerometer(int16_t *ax, int16_t *ay, int16_t *az) { uint8_t dat[6]; uint8_t ret; ret = mpu6050_read(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_ACCEL_XOUTH_REG, 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 无 * @retval MPU6050_EOK: 函数执行成功 * MPU6050_EID: 获取ID错误，函数执行失败 */ 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(); /* ATK-MS050软件复位 */ mpu6050_set_gyro_fsr(3); /* 陀螺仪传感器，±2000dps */ mpu6050_set_accel_fsr(0); /* 加速度传感器，±2g */ mpu6050_set_rate(50); /* 采样率，50Hz */ mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_INT_EN_REG, 0X00); /* 关闭所有中断 */ mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_USER_CTRL_REG, 0X00); /* 关闭IIC主模式 */ mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_FIFO_EN_REG, 0X00); /* 关闭FIFO */ mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_INTBP_CFG_REG, 0X80); /* INT引脚低电平有效 */ mpu6050_read_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_DEVICE_ID_REG, &id); /* 读取设备ID */ if (id != MPU6050_IIC_ADDR) { return MPU6050_EID; } mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_PWR_MGMT1_REG, 0x01); /* 设置CLKSEL，PLL X轴为参考 */ mpu6050_write_byte(MPU6050_IIC_ADDR, MPU_PWR_MGMT2_REG, 0x00); /* 加速度与陀螺仪都工作 */ mpu6050_set_rate(50); /* 采样率，50Hz */ return MPU6050_EOK;
mpu6050.h
#ifndef __MPU6050_H #define __MPU6050_H #include "main.h" /* 引脚定义 */ #define MPU6050_AD0_GPIO_PORT GPIOC #define MPU6050_AD0_GPIO_PIN GPIO_PIN_0 #define MPU6050_AD0_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); \ }while(0) /* IO操作 */ #define MPU6050_AD0(x) do{ x ? \ HAL_GPIO_WritePin(MPU6050_AD0_GPIO_PORT, MPU6050_AD0_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \ HAL_GPIO_WritePin(MPU6050_AD0_GPIO_PORT, MPU6050_AD0_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \ }while(0) /* ATK-MS6050的IIC通讯从机地址 * 如果ATK-MS6050的AD0引脚被拉低，则其IIC通讯的地址为0x68 * 如果ATK-MS6050的AD0引脚被拉高，则其IIC通讯的地址为0x69 */ #define MPU6050_IIC_ADDR 0x68 /* MPU6050寄存器地址定义 */ #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 #define MPU_PROD_ID_REG 0X0C // prod id寄存器,在寄存器手册未提到 #define MPU_SELF_TESTX_REG 0X0D // 自检寄存器X #define MPU_SELF_TESTY_REG 0X0E // 自检寄存器Y #define MPU_SELF_TESTZ_REG 0X0F // 自检寄存器Z #define MPU_SELF_TESTA_REG 0X10 // 自检寄存器A #define MPU_SAMPLE_RATE_REG 0X19 // 采样频率分频器 #define MPU_CFG_REG 0X1A // 配置寄存器 #define MPU_GYRO_CFG_REG 0X1B // 陀螺仪配置寄存器 #define MPU_ACCEL_CFG_REG 0X1C // 加速度计配置寄存器 #define MPU_MOTION_DET_REG 0X1F // 运动检测阀值设置寄存器 #define MPU_FIFO_EN_REG 0X23 // FIFO使能寄存器 #define MPU_I2CMST_CTRL_REG 0X24 // IIC主机控制寄存器 #define MPU_I2CSLV0_ADDR_REG 0X25 // IIC从机0器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV0_REG 0X26 // IIC从机0数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV0_CTRL_REG 0X27 // IIC从机0控制寄存器 #define MPU_I2CSLV1_ADDR_REG 0X28 // IIC从机1器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV1_REG 0X29 // IIC从机1数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV1_CTRL_REG 0X2A // IIC从机1控制寄存器 #define MPU_I2CSLV2_ADDR_REG 0X2B // IIC从机2器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV2_REG 0X2C // IIC从机2数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV2_CTRL_REG 0X2D // IIC从机2控制寄存器 #define MPU_I2CSLV3_ADDR_REG 0X2E // IIC从机3器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV3_REG 0X2F // IIC从机3数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV3_CTRL_REG 0X30 // IIC从机3控制寄存器 #define MPU_I2CSLV4_ADDR_REG 0X31 // IIC从机4器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV4_REG 0X32 // IIC从机4数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV4_DO_REG 0X33 // IIC从机4写数据寄存器 #define MPU_I2CSLV4_CTRL_REG 0X34 // IIC从机4控制寄存器 #define MPU_I2CSLV4_DI_REG 0X35 // IIC从机4读数据寄存器 #define MPU_I2CMST_STA_REG 0X36 // IIC主机状态寄存器 #define MPU_INTBP_CFG_REG 0X37 // 中断/旁路设置寄存器 #define MPU_INT_EN_REG 0X38 // 中断使能寄存器 #define MPU_INT_STA_REG 0X3A // 中断状态寄存器 #define MPU_ACCEL_XOUTH_REG 0X3B // 加速度值,X轴高8位寄存器 #define MPU_ACCEL_XOUTL_REG 0X3C // 加速度值,X轴低8位寄存器 #define MPU_ACCEL_YOUTH_REG 0X3D // 加速度值,Y轴高8位寄存器 #define MPU_ACCEL_YOUTL_REG 0X3E // 加速度值,Y轴低8位寄存器 #define MPU_ACCEL_ZOUTH_REG 0X3F // 加速度值,Z轴高8位寄存器 #define MPU_ACCEL_ZOUTL_REG 0X40 // 加速度值,Z轴低8位寄存器 #define MPU_TEMP_OUTH_REG 0X41 // 温度值高八位寄存器 #define MPU_TEMP_OUTL_REG 0X42 // 温度值低8位寄存器 #define MPU_GYRO_XOUTH_REG 0X43 // 陀螺仪值,X轴高8位寄存器 #define MPU_GYRO_XOUTL_REG 0X44 // 陀螺仪值,X轴低8位寄存器 #define MPU_GYRO_YOUTH_REG 0X45 // 陀螺仪值,Y轴高8位寄存器 #define MPU_GYRO_YOUTL_REG 0X46 // 陀螺仪值,Y轴低8位寄存器 #define MPU_GYRO_ZOUTH_REG 0X47 // 陀螺仪值,Z轴高8位寄存器 #define MPU_GYRO_ZOUTL_REG 0X48 // 陀螺仪值,Z轴低8位寄存器 #define MPU_I2CSLV0_DO_REG 0X63 // IIC从机0数据寄存器 #define MPU_I2CSLV1_DO_REG 0X64 // IIC从机1数据寄存器 #define MPU_I2CSLV2_DO_REG 0X65 // IIC从机2数据寄存器 #define MPU_I2CSLV3_DO_REG 0X66 // IIC从机3数据寄存器 #define MPU_I2CMST_DELAY_REG 0X67 // IIC主机延时管理寄存器 #define MPU_SIGPATH_RST_REG 0X68 // 信号通道复位寄存器 #define MPU_MDETECT_CTRL_REG 0X69 // 运动检测控制寄存器 #define MPU_USER_CTRL_REG 0X6A // 用户控制寄存器 #define MPU_PWR_MGMT1_REG 0X6B // 电源管理寄存器1 #define MPU_PWR_MGMT2_REG 0X6C // 电源管理寄存器2 #define MPU_FIFO_CNTH_REG 0X72 // FIFO计数寄存器高八位 #define MPU_FIFO_CNTL_REG 0X73 // FIFO计数寄存器低八位 #define MPU_FIFO_RW_REG 0X74 // FIFO读写寄存器 #define MPU_DEVICE_ID_REG 0X75 // 器件ID寄存器 /* 函数错误代码 */ #define MPU6050_EOK 0 /* 没有错误 */ #define MPU6050_EID 1 /* ID错误 */ #define MPU6050_EACK 2 /* IIC通讯ACK错误 */ /* 操作函数 */ uint8_t mpu6050_write(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t len, uint8_t *dat); /* 往ATK-MS6050的指定寄存器连续写入指定数据 */ uint8_t mpu6050_write_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t dat); /* 往ATK-MS6050的指定寄存器写入一字节数据 */ uint8_t mpu6050_read(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t len, uint8_t *dat); /* 连续读取ATK-MS6050指定寄存器的值 */ uint8_t mpu6050_read_byte(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *dat); /* 读取ATK-MS6050指定寄存器的值 */ void mpu6050_sw_reset(void); /* ATK-MS6050软件复位 */ uint8_t mpu6050_set_gyro_fsr(uint8_t fsr); /* ATK-MS6050设置陀螺仪传感器量程范围 */ uint8_t mpu6050_set_accel_fsr(uint8_t fsr); /* ATK-MS6050设置加速度传感器量程范围 */ uint8_t mpu6050_set_lpf(uint16_t lpf); /* ATK-MS6050设置数字低通滤波器频率 */ uint8_t mpu6050_set_rate(uint16_t rate); /* ATK-MS6050设置采样率 */ uint8_t mpu6050_get_temperature(int16_t *temp); /* ATK-MS6050获取温度值 */ uint8_t mpu6050_get_gyroscope(int16_t *gx, int16_t *gy, int16_t *gz); /* ATK-MS6050获取陀螺仪值 */ uint8_t mpu6050_get_accelerometer(int16_t *ax, int16_t *ay, int16_t *az); /* ATK-MS6050获取加速度值 */ uint8_t mpu6050_init(void); /* ATK-MS6050初始化 */ #endif
代码分析
用于初始化和与MPU6050进行通信。MPU6050是一个六轴传感器，包含三轴陀螺仪和三轴加速度计，可以用于测量物体的姿态和运动。以下是代码的主要功能：
定义了一些宏和函数原型，包括硬件初始化函数、IIC通信函数、写入和读取寄存器函数等。
mpu6050_hw_init函数用于初始化MPU6050相关的硬件引脚。
mpu6050_write函数用于向MPU6050的指定寄存器连续写入数据。
mpu6050_write_byte函数用于向MPU6050的指定寄存器写入单个字节的数据。
mpu6050_read函数用于连续读取MPU6050指定寄存器的数据。
mpu6050_read_byte函数用于读取MPU6050指定寄存器的单个字节数据。
mpu6050_sw_reset函数用于对MPU6050进行软件复位。
mpu6050_set_gyro_fsr函数用于设置陀螺仪传感器的量程范围。
mpu6050_set_accel_fsr函数用于设置加速度传感器的量程范围。
mpu6050_set_lpf函数用于设置MPU6050的数字低通滤波器频率。
mpu6050_set_rate函数用于设置MPU6050的采样率。
mpu6050_get_temperature函数用于获取MPU6050的温度值。
mpu6050_get_gyroscope函数用于获取MPU6050的陀螺仪值。
mpu6050_get_accelerometer函数用于获取MPU6050的加速度值。
mpu6050_init函数用于初始化MPU6050，并返回函数执行状态。
在使用这段代码时，需要根据具体的硬件和应用场景进行适配和调整。
DMP移植
先获取到移植所需的文件，我使用的文件来自正点原子陀螺仪资料,见文件添加进工程，再进行自己mcu的适配修改
1.修改头文件路径为自己的头文件路径
inv_mpu.c
修改
inv_mpu_dmp_motion_driver.c
修改
2.修改I2C读写函数为自己mcu平台的读写函数
inv_mpu.c
修改为
3.修改延时函数为自己平台的延时函数
inv_mpu.c
修改为
inv_mpu_dmp_motion_driver.c
修改
使用实例
/* * 模拟I2C实现MPU6050通讯 */ uint8_t ret; float pit, rol, yaw; int16_t acc_x, acc_y, acc_z; int16_t gyr_x, gyr_y, gyr_z; int16_t temp; /* 初始化MPU6050 */ ret = mpu6050_init(); if (ret != 0) { printf("MPU6050 init failed!\r\n"); } ret = 1; /* 初始化MPU6050 DMP */ while(ret){ ret = mpu6050_dmp_init(); if (ret != 0) { printf("MPU6050 DMP init failed!\r\n"); } } while (1) { /* 串口调试助手的串口通讯波特率为115200 */ /* 获取MPU6050 DMP处理后的数据 */ ret = mpu6050_dmp_get_data(&pit, &rol, &yaw); /* 获取MPU6050加速度值 */ ret += mpu6050_get_accelerometer(&acc_x, &acc_y, &acc_z); /* 获取MPU6050陀螺仪值 */ ret += mpu6050_get_gyroscope(&gyr_x, &gyr_y, &gyr_z); /* 获取MPU6050温度值 */ ret += mpu6050_get_temperature(&temp); /* 上传相关数据信息至串口调试助手 */ 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); HAL_Delay(500); }
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