基于stm32的mpu6050传感器实验

@TOCMPU6050+STM32学习笔记

学习了差不多两天的mpu6050，参考了很多篇博客还有看一些资料，今晚终于把这个东西在我的串口显示出来了，下面就废话不多说，开始我的笔记啦。
开发环境：uv5
实验注意点：
1.mpu6050是采用的I2C通信，所以我们需要将BOOT1和BOOT0置于0**才可正常通信，不可使用SPI模式进行，否则不可正常显示。实验mpu6050采用的是5v的供电电压，采用3.3v其实也可以。
2.实验下载采用的是串口1，而实验所测得的数据是采用的串口2通信。注意区分。

实验所需器材：STM32最小系统版、CH340下载器、MPU6050六轴传感器、杜邦线、USB接口

实验接线：
STM32 CH340(2个) MPU6050
| PA2 | RX |
|PA3–|- TX -|
|PA15 | | AD0
|PA9 | RX |
|-PA10-|- TX -|
| PB10 | | SCL
|PB11 | | SDA

代码简介：

 int main(void)
 {	 
	u8 t=0,report=1;			//默认开启上报
	u8 key;
	float pitch,roll,yaw; 		//欧拉角
	short aacx,aacy,aacz;		//加速度传感器原始数据
	short gyrox,gyroy,gyroz;	//陀螺仪原始数据
	short temp;					//温度	
	 
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	 //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(500000);	 	//串口初始化为500000
	delay_init();	//延时初始化 
  MPU_Init();					//初始化MPU6050
	USART2_Init(115200);
	while(mpu_dmp_init())
 	{
 		delay_ms(200);
	}  	 
 	while(1)
	{
		if(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)==0)
		{ 
			temp=MPU_Get_Temperature();	//得到温度值
			MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);	//得到加速度传感器数据
			MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);	//得到陀螺仪数据
			if(report)mpu6050_send_data(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz);//用自定义帧发送加速度和陀螺仪原始数据
			if(report){
				u2_printf("ax:%d ,ay:%d ,az:%d ,gx:%d ,gy:%d ,gz:%d ,翻滚角度：%d ,俯仰角度：%d ,航向角度：%d 
" ,
				aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz,(int)(roll*100),(int)(pitch*100),(int)(yaw*10));
			}
		delay_ms(2000);
			
		}
	} 	
}

以上是我的main函数，主要是输出加速度和陀螺仪所测得的空间xyz轴数据，和根据这几个数据进行一些算法的转换而形成的
//roll:翻滚角.单位0.01度。 -18000 -> 18000 对应 -180.00 -> 180.00度
//pitch:俯仰角.单位 0.01度。-9000 - 9000 对应 -90.00 -> 90.00 度
//yaw:航向角.单位为0.1度 0 -> 3600 对应 0 -> 360.0度
这三个角度。
角度概念和具体的寄存器解释可以参考链接（我个人觉得总结的还不错）：
角度寄存器解释链接

MPU6050初始化设置：

//初始化MPU6050
//返回值:0,成功
//    其他,错误代码
//PA15 ADO控制脚
u8 MPU_Init(void)
{ 
	u8 res;
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//使能AFIO时钟 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//先使能外设IO PORTA时钟 
	
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;	 // 端口配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度为50MHz
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					 //根据设定参数初始化GPIOA

	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);//禁止JTAG,从而PA15可以做普通IO使用,否则PA15不能做普通IO!!!
	
	MPU_AD0_CTRL=0;			//控制MPU6050的AD0脚为低电平,从机地址为:0X68
	
	MPU_IIC_Init();//初始化IIC总线
	MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80);	//复位MPU6050
  delay_ms(100);
	MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00);	//唤醒MPU6050 
	MPU_Set_Gyro_Fsr(3);					//陀螺仪传感器,±2000dps
	MPU_Set_Accel_Fsr(0);					//加速度传感器,±2g
	MPU_Set_Rate(50);						//设置采样率50Hz
	MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00);	//关闭所有中断
	MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00);	//I2C主模式关闭
	MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00);	//关闭FIFO
	MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80);	//INT引脚低电平有效
	res=MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);
	if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确
	{
		MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01);	//设置CLKSEL,PLL X轴为参考
		MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00);	//加速度与陀螺仪都工作
		MPU_Set_Rate(50);						//设置采样率为50Hz
 	}else return 1;
	return 0;
}

MPU6050 I2C读写设置：

//IIC连续写
//addr:器件地址 
//reg:寄存器地址
//len:写入长度
//buf:数据区
//返回值:0,正常
//    其他,错误代码
u8 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
	u8 i; 
    MPU_IIC_Start(); 
	MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令	
	if(MPU_IIC_Wait_Ack())	//等待应答
	{
		MPU_IIC_Stop();		 
		return 1;		
	}
    MPU_IIC_Send_Byte(reg);	//写寄存器地址
    MPU_IIC_Wait_Ack();		//等待应答
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		MPU_IIC_Send_Byte(buf[i]);	//发送数据
		if(MPU_IIC_Wait_Ack())		//等待ACK
		{
			MPU_IIC_Stop();	 
			return 1;		 
		}		
	}    
    MPU_IIC_Stop();	 
	return 0;	
} 
//IIC连续读
//addr:器件地址
//reg:要读取的寄存器地址
//len:要读取的长度
//buf:读取到的数据存储区
//返回值:0,正常
//    其他,错误代码
u8 MPU_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{ 
 	MPU_IIC_Start(); 
	MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令	
	if(MPU_IIC_Wait_Ack())	//等待应答
	{
		MPU_IIC_Stop();		 
		return 1;		
	}
    MPU_IIC_Send_Byte(reg);	//写寄存器地址
    MPU_IIC_Wait_Ack();		//等待应答
    MPU_IIC_Start();
	MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|1);//发送器件地址+读命令	
    MPU_IIC_Wait_Ack();		//等待应答 
	while(len)
	{
		if(len==1)*buf=MPU_IIC_Read_Byte(0);//读数据,发送nACK 
		else *buf=MPU_IIC_Read_Byte(1);		//读数据,发送ACK  
		len--;
		buf++; 
	}    
    MPU_IIC_Stop();	//产生一个停止条件 
	return 0;	
}
//IIC写一个字节 
//reg:寄存器地址
//data:数据
//返回值:0,正常
//    其他,错误代码
u8 MPU_Write_Byte(u8 reg,u8 data) 				 
{ 
    MPU_IIC_Start(); 
	MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令	
	if(MPU_IIC_Wait_Ack())	//等待应答
	{
		MPU_IIC_Stop();		 
		return 1;		
	}
    MPU_IIC_Send_Byte(reg);	//写寄存器地址
    MPU_IIC_Wait_Ack();		//等待应答 
	MPU_IIC_Send_Byte(data);//发送数据
	if(MPU_IIC_Wait_Ack())	//等待ACK
	{
		MPU_IIC_Stop();	 
		return 1;		 
	}		 
    MPU_IIC_Stop();	 
	return 0;
}
//IIC读一个字节 
//reg:寄存器地址 
//返回值:读到的数据
u8 MPU_Read_Byte(u8 reg)
{
	u8 res;
    MPU_IIC_Start(); 
	MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令	
	MPU_IIC_Wait_Ack();		//等待应答 
    MPU_IIC_Send_Byte(reg);	//写寄存器地址
    MPU_IIC_Wait_Ack();		//等待应答
    MPU_IIC_Start();
	MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|1);//发送器件地址+读命令	
    MPU_IIC_Wait_Ack();		//等待应答 
	res=MPU_IIC_Read_Byte(0);//读取数据,发送nACK 
    MPU_IIC_Stop();			//产生一个停止条件 
	return res;		
}

MPU6050头文件设置

#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H
#include "mpuiic.h"   												  	  

 
//MPU6050 AD0控制脚
#define MPU_AD0_CTRL			PAout(15)	//控制AD0电平,从而控制MPU地址

//#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
 
//如果AD0脚(9脚)接地,IIC地址为0X68(不包含最低位).
//如果接V3.3,则IIC地址为0X69(不包含最低位).
#define MPU_ADDR				0X68


因为模块AD0默认接GND,所以转为读写地址后,为0XD1和0XD0(如果接VCC,则为0XD3和0XD2)  
//#define MPU_READ    0XD1
//#define MPU_WRITE   0XD0

u8 MPU_Init(void); 								//初始化MPU6050
u8 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf);//IIC连续写
u8 MPU_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf); //IIC连续读 
u8 MPU_Write_Byte(u8 reg,u8 data);				//IIC写一个字节
u8 MPU_Read_Byte(u8 reg);						//IIC读一个字节

u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr);
u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr);
u8 MPU_Set_LPF(u16 lpf);
u8 MPU_Set_Rate(u16 rate);
u8 MPU_Set_Fifo(u8 sens);


short MPU_Get_Temperature(void);
u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz);
u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az);

#endif

//本代码参考了一部分正点原子的代码

实验数据输出结果图：