前言
本篇我们接收对MPU6050的基本使用，获取ID，通过IIC协议获取寄存器的值，至于高级滤波算法，比如卡尔曼滤波，或者上面的，后面再更新
基本配置
最好选择PA0和PA1，5V开漏
然后给上代码
MPU6050.c
#include "MPU6050.h"
#include "delay.h"// I2C通信相关的静态函数定义
// 设置 SCL 引脚电平，并添加延时
static void IIC_SCL_(uint8_t state)
{if (state)DL_GPIO_setPins(SOFT_IIC_SCL_PORT, SOFT_IIC_SCL_PIN);elseDL_GPIO_clearPins(SOFT_IIC_SCL_PORT, SOFT_IIC_SCL_PIN);delay_us(5);
}// 设置 SDA 引脚电平，并添加延时
static void IIC_SDA_(uint8_t state)
{DL_GPIO_initDigitalOutput(MPU6050_SDA_IOMUX);if (state)DL_GPIO_setPins(SOFT_IIC_SDA_PORT, SOFT_IIC_SDA_PIN);elseDL_GPIO_clearPins(SOFT_IIC_SDA_PORT, SOFT_IIC_SDA_PIN);delay_us(5);
}// 读取 SDA 引脚电平
static uint8_t IIC_SDA_Read(void)
{DL_GPIO_initDigitalInputFeatures(MPU6050_SDA_input,DL_GPIO_INVERSION_DISABLE, DL_GPIO_RESISTOR_NONE,DL_GPIO_HYSTERESIS_DISABLE, DL_GPIO_WAKEUP_DISABLE);return DL_GPIO_readPins(SOFT_IIC_SDA_PORT, SOFT_IIC_SDA_PIN);
}// I2C 初始化
static void IIC_Init(void)
{// 初始状态：SCL 和 SDA 都为高电平IIC_SCL_(1);IIC_SDA_(1);
}// 发送起始信号
static void IIC_Start(void)
{IIC_SDA_(1);IIC_SCL_(1);IIC_SDA_(0);IIC_SCL_(0);
}// 发送停止信号
static void IIC_Stop(void)
{IIC_SCL_(0);IIC_SDA_(0);IIC_SCL_(1);IIC_SDA_(1);
}// 发送一个字节
static void IIC_SendByte(uint8_t data)
{uint8_t i;for (i = 0; i < 8; i++){IIC_SDA_((data & 0x80) >> 7);data <<= 1;IIC_SCL_(1);IIC_SCL_(0);}
}// 接收一个字节
static uint8_t IIC_ReceiveByte(uint8_t ack)
{uint8_t i, data = 0;IIC_SDA_(1); // 释放 SDA 线for (i = 0; i < 8; i++){IIC_SCL_(1);data <<= 1;if (IIC_SDA_Read())data |= 0x01;IIC_SCL_(0);}if (ack)IIC_SDA_(0); // 发送应答elseIIC_SDA_(1); // 发送非应答IIC_SCL_(1);IIC_SCL_(0);return data;
}// 等待应答信号
static uint8_t IIC_WaitAck(void)
{uint8_t ack;IIC_SDA_(1);IIC_SCL_(1);ack = IIC_SDA_Read();IIC_SCL_(0);return ack;
}// 向 MPU6050 写入一个字节数据
static void IIC_Write_REG(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t data)
{IIC_Start();IIC_SendByte((addr << 1) | 0); // 发送写地址IIC_WaitAck();IIC_SendByte(reg); // 发送寄存器地址IIC_WaitAck();IIC_SendByte(data); // 发送数据IIC_WaitAck();IIC_Stop();
}// 从 MPU6050 读取一个字节数据
static uint8_t IIC_Read_REG(uint8_t Address, uint8_t regaddress)
{uint8_t data;IIC_Start(); // 发送起始信号IIC_SendByte(Address << 1 | 0); // 发送设备地址和写操作IIC_WaitAck(); // 等待 ACKIIC_SendByte(regaddress); // 发送寄存器地址IIC_WaitAck(); // 等待 ACKIIC_Start(); // 发送起始信号IIC_SendByte(Address << 1 | 1); // 发送设备地址和读操作IIC_WaitAck(); // 等待 ACKdata = IIC_ReceiveByte(0); // 读取数据IIC_Stop(); // 发送停止信号return data; // 返回读取的数据
}// MPU6050 初始化函数
uint8_t MPU6050_Init(void)
{IIC_Init(); // 初始化 I2C 总线// 唤醒 MPU6050IIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, PWR_MGMT_1, 0x00);delay_ms(100); // 等待唤醒// 设置采样率分频IIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, SMPLRT_DIV, 0x07);// 设置低通滤波器IIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, CONFIG, 0x06);// 设置陀螺仪量程 ±250°/sIIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, GYRO_CONFIG, 0x00);// 设置加速度计量程 ±2gIIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, ACCEL_CONFIG, 0x00);delay_ms(100); // 等待唤醒return 0;
}// 读取 MPU6050 的设备 ID
uint8_t MPU6050_GetDeviceID(void)
{uint8_t data;data = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, WHO_AM_I); // 读取设备 ID 寄存器return data; // 返回设备 ID
}float MPU6050_GET_Tempure(void)
{int16_t temp; // 用于存储温度传感器数据uint8_t H, L; // 用于存储高字节和低字节的数据H = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, TEMP_OUT_H); // 读取温度传感器高字节L = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, TEMP_OUT_L); // 读取温度传感器低字节temp = (H << 8) | L; // 将高字节和低字节合并为一个 16 位数据return (float)temp / 340.0 + 36.53 - 200; // 计算温度值并返回
}float MPU6050_GetAccelX(void)
{int16_t accel; // 用于存储加速度传感器数据uint8_t H, L; // 用于存储高字节和低字节的数据H = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, ACCEL_XOUT_H); // 读取加速度传感器 X 轴高字节L = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, ACCEL_XOUT_L); // 读取加速度传感器 X 轴低字节accel = (H << 8) | L; // 将高字节和低字节合并为一个 16 位数据return ((float)accel / 16384.0 + 1) * 90 - 90; // 直接返回角度
}float MPU6050_GetAccelY(void)
{int16_t accel; // 用于存储加速度传感器数据uint8_t H, L; // 用于存储高字节和低字节的数据H = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, ACCEL_YOUT_H); // 读取加速度传感器 Y 轴高字节L = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, ACCEL_YOUT_L); // 读取加速度传感器 Y 轴低字节accel = (H << 8) | L; // 将高字节和低字节合并为一个 16 位数据return ((float)accel / 16384.0 + 1) * 90 - 90; // 直接返回角度
}float MPU6050_GetAccelZ(void)
{int16_t accel; // 用于存储加速度传感器数据uint8_t H, L; // 用于存储高字节和低字节的数据H = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, ACCEL_ZOUT_H); // 读取加速度传感器 Z 轴高字节L = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, ACCEL_ZOUT_L); // 读取加速度传感器 Z 轴低字节accel = (H << 8) | L; // 将高字节和低字节合并为一个 16 位数据return ((float)accel / 16384.0 + 1) * 90 - 90; // 直接返回角度
}float MPU6050_GetAngleX(void)
{int16_t gyro; // 用于存储陀螺仪数据uint8_t H, L; // 用于存储高字节和低字节的数据H = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, GYRO_XOUT_H); // 读取陀螺仪 X 轴高字节L = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, GYRO_XOUT_L); // 读取陀螺仪 X 轴低字节gyro = (H << 8) | L; // 将高字节和低字节合并为一个 16 位数据return (float)gyro / 131.0; // 计算角速度值并返回
}float MPU6050_GetAngleY(void)
{int16_t gyro; // 用于存储陀螺仪数据uint8_t H, L; // 用于存储高字节和低字节的数据H = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, GYRO_YOUT_H); // 读取陀螺仪 Y 轴高字节L = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, GYRO_YOUT_L); // 读取陀螺仪 Y 轴低字节gyro = (H << 8) | L; // 将高字节和低字节合并为一个 16 位数据return (float)gyro / 131.0; // 计算角速度值并返回
}float MPU6050_GetAngleZ(void)
{int16_t gyro; // 用于存储陀螺仪数据uint8_t H, L; // 用于存储高字节和低字节的数据H = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, GYRO_ZOUT_H); // 读取陀螺仪 Z 轴高字节L = IIC_Read_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, GYRO_ZOUT_L); // 读取陀螺仪 Z 轴低字节gyro = (H << 8) | L; // 将高字节和低字节合并为一个 16 位数据return (float)gyro / 131.0; // 计算角速度值并返回
}MPU6050.h
#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H#include "ti_msp_dl_config.h"// I2C引脚定义
#define SOFT_IIC_SCL_PORT GPIOA // SCL端口
#define SOFT_IIC_SCL_PIN DL_GPIO_PIN_1 // SCL引脚
#define SOFT_IIC_SDA_PORT GPIOA // SDA端口
#define SOFT_IIC_SDA_PIN DL_GPIO_PIN_0 // SDA引脚
#define MPU6050_SDA_input IOMUX_PINCM1 // SDA引脚IOMUX配置// MPU6050寄存器地址定义
#define M_PI 3.14
#define SMPLRT_DIV 0x19 // 采样率分频，典型值：0x07(125Hz) */
#define CONFIG 0x1A // 低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz) */
#define GYRO_CONFIG 0x1B // 陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s) */
#define ACCEL_CONFIG 0x1C // 加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01(不自检，2G，5Hz) */#define ACCEL_XOUT_H 0x3B // 存储最近的X轴、Y轴、Z轴加速度感应器的测量值 */
#define ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ACCEL_ZOUT_L 0x40#define TEMP_OUT_H 0x41 // 存储的最近温度传感器的测量值 */
#define TEMP_OUT_L 0x42#define GYRO_XOUT_H 0x43 // 存储最近的X轴、Y轴、Z轴陀螺仪感应器的测量值 */
#define GYRO_XOUT_L 0x44
#define GYRO_YOUT_H 0x45
#define GYRO_YOUT_L 0x46
#define GYRO_ZOUT_H 0x47
#define GYRO_ZOUT_L 0x48#define PWR_MGMT_1 0x6B // 电源管理，典型值：0x00(正常启用) */
#define PWR_MGMT_2 0x6C // 电源管理，典型值：0x00(正常启用) */
#define WHO_AM_I 0x75 // IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读) */// HAL库的读写只需要使用7位地址
#define MPU6050_ADDR_AD0_LOW 0x68 // AD0低电平时7位地址为0X68 iic写时时发送0XD0
#define MPU6050_ADDR_AD0_HIGH 0x69// 函数声明
uint8_t MPU6050_Init(void);
uint8_t MPU6050_GetDeviceID(void);
float MPU6050_GET_Tempure(void);
float MPU6050_GetAccelX(void);
float MPU6050_GetAccelY(void);
float MPU6050_GetAccelZ(void);
float MPU6050_GetAngleX(void);
float MPU6050_GetAngleY(void);
float MPU6050_GetAngleZ(void);#endif /* __MPU6050_H */主函数测试
uart_init();uart_send_string("=== MPU6050 Test Program ===\r\n");char buf[100];MPU6050_Init();uint8_t id = MPU6050_GetDeviceID();sprintf(buf, "MPU6050 ID: %x\r\n", id);uart_send_string(buf);while (1){//sprintf(buf, "Acc: %.2f, %.2f, %.2f,\r\n", MPU6050_GetAccelX(), MPU6050_GetAccelY(), MPU6050_GetAccelZ());// uart_send_string(buf);sprintf(buf, "Gyro: %.2f, %.2f, %.2f,\r\n",MPU6050_GetAngleX(), MPU6050_GetAngleY(), MPU6050_GetAngleZ());uart_send_string(buf);delay_ms(100);}
