STM32外设系列—MPU6050角度传感器-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STM32外设系列—MPU6050角度传感器。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

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一、MPU6050简介

MPU6050是由InvenSense公司生产的全球首款整合性六轴运动处理模块，它可以实时获取运动物体的在三维坐标系内的偏转角度，如图所示。

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其中roll为绕X轴偏转的角度，pitch为绕Y轴偏转的角度，yaw为绕Z轴偏转的角度。

MPU6050通过IIC协议与单片机进行通讯，传递偏移角度信息。虽然MPU6050角度传感器体积小，功能强大，但是其内部噪音较大，如果不进行滤波，将会对获取到的偏转角度的准确性带来严重的影响。为此，MPU6050芯片内部集成了一个DMP数据处理模块，该模块已经内置了滤波算法，使MPU6050输出数据的准确性得到了保障。

之所以说MPU6050是六轴运动处理模块，是因为它不仅集成了三轴陀螺仪，还集成了一个三轴加速度计，不仅可以输出三轴角度信息，还可以输出三轴加速度信息。除此之外，MPU6050还集成了一个温度传感器，可以输出温度信息。

下面我们简单介绍一下MPU6050的引脚。通常我们买到的MPU6050大概是这个样子
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VCC
电源正极，通常接3.3V
GND
电源地
SCL
IIC的时钟线
SDA
IIC的数据线
XDA
外接IIC设备的数据线
XCL
外接IIC设备的时钟线
AD0
控制IIC从属地址，接地时地址为0X68，如果接VCC的话，从属地址为0X69
INT
中断数字输出

通过对MPU6050的引脚介绍我们可以知道，MPU6050可以外接一个IIC设备，通常可以外接一个三轴的磁力计来实现完整的九轴输出。

这里放一下MPU60X0数据手册中的系统结构图，基本信息上面已经介绍了，就不再进行详细标注了

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二、MPU6050寄存器简介

在开始学习怎么使用MPU6050之前，我们先简单看一下它的一些寄存器。

这里贴一下MPU6050的数据手册和寄存器手册，但是只有英文版的，如果大家只是想了解一些关键寄存器的介绍，又不想自己看英文手册的话，可以继续往下看，下面会有一些关键寄存器的中文介绍。

链接：https://pan.baidu.com/s/1r-xDm7QUp5NfVRPF4IMX9g
提取码：ertu

2.1 PWR_MGMT_1寄存器

首先看一下寄存器手册中对它的介绍。

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DEVICE_RESET
当该位设置为1时，MPU6050会将所有内部寄存器重置为其默认值。在重置完成后，该位将自动清除为0。
SLEEP
当该位设置成1时，MPU6050进入休眠模式。
CYCLE
当这个位被设置为1并且睡眠被禁用时，MPU-60X0将在睡眠模式和醒来之间循环，以由LP_WAKE_CTRL（寄存器108）确定的速率从加速度计中获取单个数据样本。
TEMP_DIS
当设置为1时，此位将禁用温度传感器。
CLKSEL
3位无符号值。指定该设备的时钟源。

2.2 GYRO_CONFIG寄存器

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该寄存器用于触发陀螺仪自检，并配置陀螺仪的量程范围。陀螺仪自检允许用户测试陀螺仪的机械和电气部分。通过控制该寄存器的XG_ST、YG_ST和ZG_ST位，可以激活每个陀螺仪轴的自检。每个轴的自检可以独立进行，也可以同时进行。

下面我们仔细看一下每一位的作用

XG_ST
设置此位会开启X轴陀螺仪自检。
YG_ST
设置此位会开启Y轴陀螺仪自检。
ZG_ST
设置此位会开启Z轴陀螺仪自检。
FS_SEL
2位无符号值。选择陀螺仪的量程范围。

FS_SEL	陀螺仪传感器满量程范围
0	±250°/s
1	±500°/s
2	±1000°/s
3	±2000°/s

这里°/s是角速度的单位。

2.3 ACCEL_CONFIG寄存器

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该寄存器用于触发加速度计的自检，并配置加速度计的量程范围。加速度计自检允许用户测试加速度计的机械和电气部分。通过控制该寄存器的XA_ST、YA_ST和ZA_ST位，可以激活每个加速度计轴的自检。每个轴的自检可以独立进行，也可以同时进行。

下面我们仔细看一下每一位的作用

XA_ST
当设置为1时，X轴加速度计进行自检。
YA_ST
当设置为1时，Y轴加速度计进行自检。
ZA_ST
当设置为1时，Z轴加速度计进行自检。
AFS_SEL
2位无符号值。选择加速度计的量程范围。

AFS_SEL	加速度计满量程范围
0	±2g
1	±4g
3	±8g
4	±16g

2.4 PWR_MGMT_2寄存器

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此寄存器允许用户在仅加速计低功率模式下配置唤醒频率。这个寄存器还允许用户将加速度计和陀螺仪的各个轴进入待机模式。

STBY_XA
当设置为1时，该位将使X轴加速度计进入待机模式。
STBY_YA
当设置为1时，该位将使Y轴加速度计进入待机模式。
STBY_ZA
当设置为1时，该位将使Z轴加速度计进入待机模式。
STBY_XG
当设置为1时，此位将使X轴陀螺仪进入待机模式。
STBY_YG
当设置为1时，该位将使Y轴陀螺仪进入待机模式。
STBY_ZG
当设置为1时，此位将使Z轴陀螺仪进入待机模式。

三、程序设计

本次的程序设计使用的是STM32F103C8T6作主控，串口输出三轴角度信息。

3.1 I2C程序设计

MPU6050使用的是I2C通信，对于I2C这里不再作详细介绍，具体可以看博主STM32外设系列OLED中对I2C的介绍，这里直接给出程序设计

drv层.c文件

/*
 *==============================================================================
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 * 2023.11.09 ---------------------------------------------------- code by ertu
 *==============================================================================
*/
#include "drv_mpu6050.h"
#include "delay.h"

/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Drv_Mpu6050_Gpio_Init
 *函数功能：初始化MPU6050引脚
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：这里不再给AD0另外接一个引脚，也就是从机地址固定为0X68
 *==============================================================================
*/
void Drv_Mpu6050_Gpio_Init (void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   // 定义结构体
	// 开启时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

	// 配置结构体
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   // 推挽式输出
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7);   // 拉高
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_IIC_Delay
 *函数功能：MPU6050 IIC延时
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
void MPU_IIC_Delay (void)
{
	delay_us(2);
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_IIC_Start
 *函数功能：MPU6050 IIC发送起始信号
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
void MPU_IIC_Start (void)
{
	MPU_SDA_OUT();   // SDA输出
	MPU_IIC_SDA = 1;	  	  
	MPU_IIC_SCL = 1;
	MPU_IIC_Delay();
	MPU_IIC_SDA = 0;
	MPU_IIC_Delay();
	MPU_IIC_SCL = 0;
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_IIC_Stop
 *函数功能：MPU6050 IIC发送终止信号
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
void MPU_IIC_Stop (void)
{
	MPU_SDA_OUT();   // SDA输出
	MPU_IIC_SCL = 0;
	MPU_IIC_SDA = 0;
 	MPU_IIC_Delay();
	MPU_IIC_SCL = 1; 
	MPU_IIC_SDA = 1;
	MPU_IIC_Delay();							   	
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_IIC_Wait_Ack
 *函数功能：MPU6050 IIC等待应答信号
 *输入参数：无
 *返回值：0：收到应答信号；1：未收到应答信号
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
u8 MPU_IIC_Wait_Ack (void)
{
	u8 ucErrTime = 0;
	
	MPU_SDA_IN();   // SDA输入
	MPU_IIC_SDA = 1;
	MPU_IIC_Delay();	   
	MPU_IIC_SCL = 1;
	MPU_IIC_Delay();
	
	while(MPU_READ_SDA)
	{
		ucErrTime++;
		if(ucErrTime>250)
		{
			MPU_IIC_Stop();
			return 1;
		}
	}
	MPU_IIC_SCL = 0;   // 时钟输出0 	   
	return 0;  
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_IIC_Ack
 *函数功能：MPU6050 IIC发送应答信号
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
void MPU_IIC_Ack (void)
{
	MPU_IIC_SCL = 0;
	MPU_SDA_OUT();   // SDA输出
	MPU_IIC_SDA = 0;
	MPU_IIC_Delay();
	MPU_IIC_SCL = 1;
	MPU_IIC_Delay();
	MPU_IIC_SCL = 0;
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_IIC_NAck
 *函数功能：MPU6050 IIC发送非应答信号
 *输入参数：无
 *返回值：无
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
void MPU_IIC_NAck (void)
{
	MPU_IIC_SCL = 0;
	MPU_SDA_OUT();   // SDA输出
	MPU_IIC_SDA = 1;
	MPU_IIC_Delay();
	MPU_IIC_SCL = 1;
	MPU_IIC_Delay();
	MPU_IIC_SCL = 0;
}	
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_IIC_Send_Byte
 *函数功能：MPU6050 IIC发送一个字节
 *输入参数：无
 *返回值：txd：发送的字节
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
void MPU_IIC_Send_Byte (u8 txd)
{                        
	u8 t;
	
	MPU_SDA_OUT();   // SDA输出
	
	MPU_IIC_SCL = 0;   // 拉低时钟开始数据传输
	for(t = 0;t < 8;t ++)
	{              
			MPU_IIC_SDA = (txd & 0x80) >> 7;
			txd <<= 1; 	  
			MPU_IIC_SCL = 1;
			MPU_IIC_Delay(); 
			MPU_IIC_SCL = 0;	
			MPU_IIC_Delay();
	}	 
} 
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_IIC_Read_Byte
 *函数功能：MPU6050 IIC读取一个字节
 *输入参数：ack = 1时，发送ACK；ack = 0时，发送NACK
 *返回值：接收到的一个自己数据
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
u8 MPU_IIC_Read_Byte (u8 ack)
{
	u8 i,receive = 0;
	
	MPU_SDA_IN();   // SDA输入
	
	for(i = 0;i < 8;i ++ )
	{
		MPU_IIC_SCL = 0; 
		MPU_IIC_Delay();
		MPU_IIC_SCL = 1;
		
		receive <<= 1;
		if(MPU_READ_SDA)
		{
			receive++;
		}			
		MPU_IIC_Delay(); 
	}
	
	if (!ack)
	{
		MPU_IIC_NAck();   // 发送NACK
	}
	else
	{
		MPU_IIC_Ack();   // 发送ACK
	}
	return receive;
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_Write_Len
 *函数功能：IIC在固定地址开始连续写入数据
 *输入参数：addr：从设备地址；reg：寄存器地址；len：写入长度；
						*buf：要写入的数据地址
 *返回值：0：写入成功；1：写入失败
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
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;	
} 
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_Read_Len
 *函数功能：IIC在固定地址开始连续读取数据
 *输入参数：addr：从设备地址；reg：寄存器地址；len：读取长度；
						*buf：要读取的数据存储地址
 *返回值：0：读取成功；1：读取失败
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
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;	
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_Read_Len
 *函数功能：IIC在固定地址写入一字节数据
 *输入参数：reg：寄存器地址；data：数据；
 *返回值：0：写入成功；1：写入失败
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
u8 MPU_Write_Byte(u8 reg,u8 data)				 
{ 
	MPU_IIC_Start(); 
	MPU_IIC_Send_Byte((0X68 << 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;
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：MPU_Read_Byte
 *函数功能：IIC在固定地址读取一字节数据
 *输入参数：reg：寄存器地址；
 *返回值：读取的数据
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
u8 MPU_Read_Byte (u8 reg)
{
	u8 res;
	MPU_IIC_Start(); 
	MPU_IIC_Send_Byte((0X68 << 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((0X68 << 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;		
}
//设置MPU6050的数字低通滤波器
//lpf:数字低通滤波频率(Hz)
//返回值:0,设置成功
//    其他,设置失败 
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Drv_Mpu6050_Set_Lpf
 *函数功能：设置MPU6050的数字低通滤波器
 *输入参数：lpf：数字低通滤波频率(Hz)
 *返回值：0：成功；1：失败
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
u8 Drv_Mpu6050_Set_Lpf (u16 lpf)
{
	u8 data = 0;
	if(lpf >= 188)
	{
		data=1;
	}
	else if(lpf>=98)
	{
		data=2;
	}
	else if(lpf>=42)
	{
		data=3;
	}
	else if(lpf>=20)
	{
		data=4;
	}
	else if(lpf>=10)
	{
		data=5;
	}
	else
	{
		data=6;
	}
	return MPU_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data);   // 设置数字低通滤波器  
}
/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Drv_Mpu6050_Set_Rate
 *函数功能：设置MPU6050的采样率(假定Fs=1KHz)
 *输入参数：rate：4~1000(Hz)
 *返回值：0：成功；1：失败
 *备  注：无
 *==============================================================================
*/
u8 Drv_Mpu6050_Set_Rate (u16 rate)
{
	u8 data;
	
	if(rate > 1000)
	{
		rate=1000;
	}
	if(rate<4)
	{
		rate=4;
	}
	data = 1000 / rate - 1;
	data = MPU_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG,data);   // 设置数字低通滤波器
 	return Drv_Mpu6050_Set_Lpf(rate / 2);   // 自动设置LPF为采样率的一半
}

drv层.h文件

#ifndef _DRV_MPU6050_H
#define _DRV_MPU6050_H

#include "sys.h"   // STM32库函数头文件

// IIC引脚宏定义
#define MPU_IIC_SCL    PBout(6) 		// SCL
#define MPU_IIC_SDA    PBout(7) 		// SDA	 
#define MPU_READ_SDA   PBin(7) 	  	// 输入SDA

// SDA方向
#define MPU_SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
#define MPU_SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}

// MPU6050寄存器
#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

void Drv_Mpu6050_Gpio_Init (void);   // 初始化MPU6050引脚
void MPU_IIC_Delay (void);   // MPU6050 IIC延时
void MPU_IIC_Start (void);   // MPU6050 IIC发送起始信号
void MPU_IIC_Stop (void);   // MPU6050 IIC发送终止信号
u8 MPU_IIC_Wait_Ack (void);   // MPU6050 IIC等待应答信号
void MPU_IIC_Ack (void);   // MPU6050 IIC发送应答信号
void MPU_IIC_NAck (void);   // MPU6050 IIC发送非应答信号
void MPU_IIC_Send_Byte (u8 txd);   // MPU6050 IIC发送一个字节
u8 MPU_IIC_Read_Byte (u8 ack);   // MPU6050 IIC读取一个字节
u8 MPU_Write_Len (u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf);   // IIC在固定地址开始连续写入数据
u8 MPU_Read_Len (u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf);   // IIC在固定地址开始连续读取数据
u8 MPU_Write_Byte(u8 reg,u8 data);   // IIC在固定地址写入一字节数据
u8 MPU_Read_Byte (u8 reg);   // IIC在固定地址读取一字节数据
u8 Drv_Mpu6050_Set_Lpf (u16 lpf);   // 设置MPU6050的数字低通滤波器
u8 Drv_Mpu6050_Set_Rate (u16 rate);   // 设置MPU6050的采样率(假定Fs=1KHz)

#endif

3.2 MPU6050初始化程序

MPU6050初始化程序如下

/*
 *==============================================================================
 *函数名称：Drv_Mpu6050_Gpio_Init
 *函数功能：初始化MPU6050
 *输入参数：无
 *返回值：0：初始化成功；1：初始化失败；
 *备  注：这里不再给AD0另外接一个引脚，也就是从机地址固定为0X68
 *==============================================================================
*/
u8 Med_Mpu6050_Init (void)
{
	u8 mpu6050Id = 0;   // 存储读取的ID（从设备地址）
	
	Drv_Mpu6050_Gpio_Init();   // 初始化GPIO
	
	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_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,3 << 3);   // 设置陀螺仪满量程范围0：±250°/s;1：±500°/s;2：±1000°/s;3：±2000°/s
	MPU_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,0 << 3);   // 设置加速度传感器满量程范围0：±2g；1：±4g；2：±8g；3：±16g
	Drv_Mpu6050_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
	
	mpu6050Id = MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);
	
	if(mpu6050Id == 0X68)   // 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
		Drv_Mpu6050_Set_Rate(50);   // 设置采样率为50Hz
 	}
	else
	{
		return 1;
	}
	return 0;
}

上面的程序是MPU6050初始化函数设计，我们在进行函数设计时加入了一个返回值，如果我们获取到的MPU6050的从机地址是正确的，就返回0，说明MPU6050连接正常，否则说明MPU6050异常。当MPU6050异常时，我们最好设置一个超时检测，防止我们在初始化的时候一直卡在这里。具体的初始化程序设计如下

	u8 watCunt = 0;   // 超时间检测计数变量

	//初始化MPU6050
	printf ("MPU6050 Init");
	while (Med_Mpu6050_Init())
	{
		printf (".");
		delay_ms(200);
		watCunt = watCunt + 1;
		
		// 超时跳出
		if (watCunt >= 150)
		{
			printf ("\r\n");
			printf ("DMP Error!\r\n");
			break;
		}
	}
	printf ("\r\n");
	printf ("MPU6050 Init OK!\r\n");

3.3 DMP相关程序

DMP相关程序我们直接使用大家常见的例程中的一些文件，不再进行介绍。

mpu6050,STM32开发笔记—外设系列,stm32,嵌入式硬件,单片机,MPU6050,角度传感器

在初始化DMP时我们也设置一个超时检测，具体程序设计如下

	u8 watCunt = 0;   // 超时间检测计数变量
	
	// 初始化DMP
	printf ("DMP Init");
	while(mpu_dmp_init())
 	{
		printf (".");
		delay_ms(200);
		watCunt = watCunt + 1;
		
		// 超时跳出
		if (watCunt >= 150)
		{
			printf ("\r\n");
			printf ("MPU6050 Connect Error!\r\n");
			break;
		}
	}
	printf ("\r\n");
	printf ("DMP Init OK!\r\n");

3.4 获取三轴角度信息

最后我们在main函数中获取三轴角度，串口打印输出

int main(void)
{
	float pitch,roll,yaw;   // 欧拉角
	
	Med_Mcu_Iint();   // 系统初始化
	
	while(1)
  {
		if(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw) == 0)
		{ 
			printf("Pitch:%.1f Roll:%.1f Yaw:%.1f\r\n",pitch,roll,yaw);
		}
		delay_ms(100);
	}
}