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【HAL库每天一例】第084例：MPU6050陀螺仪

【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。。。。。
我们将坚持每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。

例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图

百度云盘：https://pan.baidu.com/s/1slN8rIt 密码：u6m1
360云盘：https://yunpan.cn/OcPiRp3wEcA92u密码 cfb6
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新2. 软件设计之高级裸机例程(HAL库版本)YSF1_HAL-118. MPU6050陀螺仪）
/**
  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: 1. MPU6050陀螺仪（软件I2C）
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石STM32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：硬石电子社区
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */

【1】例程简介
  I2C总线是飞利浦公司开发的两线式串行总线。用于连接微控制器和外围设备。它是同步通信的一
种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。通过串行数据
（SDA）线和串行时钟 （SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识
别，而且都可以作为一个发送器或接收器。
MPU- 6000为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之
轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6000整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个
I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion
Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术
InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，
并为应用开发提供架构化的API。

【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号     IO端口      目标功能引脚        出厂默认设置
  JP1        PA10        TXD(CH340G)          已接入
  JP2        PA9         RXD(CH340G)          已接入
  
【3】操作及现象
使用开发板配套的MINI USB线连接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口（需要安装驱动），
在电脑端打开串口调试助手工具，设置参数为115200 8-N-1。下载完程序之后，将MPU6050接入I2C的
接口，在串口助手即可观察到各个值的变化

/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

软件模拟I2C
CubeMX_1.jpg
CubeMX_2.jpg

mpu6050.c文件内容
  1. /**
  2.   ******************************************************************************
  3.   * 文件名程: main.c
  4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
  5.   * 版    本: V1.0
  6.   * 编写日期: 2015-10-04
  7.   * 功    能: MPU6050驱动程序
  8.   ******************************************************************************
  9.   * 说明：
  10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  11.   *
  12.   * 淘宝：
  13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
  14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  15.   ******************************************************************************
  16.   */

  18. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
  19. #include "mpu6050/mpu6050.h"
  20. #include "usart/bsp_debug_usart.h"
  21. #include "i2c/bsp_i2c.h"
  22. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
  23. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
  24. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
  25. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
  26. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
  27. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/

  29. /**
  30.   * 函数功能: 写数据到MPU6050寄存器
  31.   * 输入参数: 无
  32.   * 返 回 值: 无
  33.   * 说    明: 无
  34.   */
  35. void MPU6050_WriteReg(uint8_t reg_add,uint8_t reg_dat)
  36. {
  37.         I2C_Start();
  38.         I2C_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS);
  39.         I2C_WaitAck();
  40.         I2C_SendByte(reg_add);
  41.         I2C_WaitAck();
  42.         I2C_SendByte(reg_dat);
  43.         I2C_WaitAck();
  44.         I2C_Stop();
  45. }

  47. /**
  48.   * 函数功能: 从MPU6050寄存器读取数据
  49.   * 输入参数: 无
  50.   * 返 回 值: 无
  51.   * 说    明: 无
  52.   */
  53. void MPU6050_ReadData(uint8_t reg_add,unsigned char *Read,uint8_t num)
  54. {
  55.         unsigned char i;
  56.         
  57.         I2C_Start();
  58.         I2C_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS);
  59.         I2C_WaitAck();
  60.         I2C_SendByte(reg_add);
  61.         I2C_WaitAck();
  62.         
  63.         I2C_Start();
  64.         I2C_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS+1);
  65.         I2C_WaitAck();
  66.         
  67.         for(i=0;i<(num-1);i++){
  68.                 *Read=I2C_ReadByte(1);
  69.                 Read++;
  70.         }
  71.         *Read=I2C_ReadByte(0);
  72.         I2C_Stop();
  73. }

  75. /**
  76.   * 函数功能: 初始化MPU6050芯片
  77.   * 输入参数: 无
  78.   * 返 回 值: 无
  79.   * 说    明: 无
  80.   */
  81. void MPU6050_Init(void)
  82. {
  83.   int i=0,j=0;
  84.   //在初始化之前要延时一段时间，若没有延时，则断电后再上电数据可能会出错
  85.   for(i=0;i<1000;i++)
  86.   {
  87.     for(j=0;j<1000;j++)
  88.     {
  89.       ;
  90.     }
  91.   }
  92.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x00);            //解除休眠状态
  93.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_SMPLRT_DIV , 0x07);            //陀螺仪采样率，1KHz
  94.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_CONFIG , 0x06);                //低通滤波器的设置，截止频率是1K，带宽是5K
  95.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_ACCEL_CONFIG , 0x00);          //配置加速度传感器工作在2G模式，不自检
  96.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_GYRO_CONFIG, 0x18);     //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
  97. }

  99. /**
  100.   * 函数功能: 读取MPU6050的ID
  101.   * 输入参数: 无
  102.   * 返 回 值: 无
  103.   * 说    明: 无
  104.   */
  105. uint8_t MPU6050ReadID(void)
  106. {
  107.         unsigned char Re = 0;
  108.     MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_WHO_AM_I,&Re,1);    //读器件地址
  109.         if(Re != 0x68)
  110.         {
  111.                 printf("MPU6050 dectected error!rn检测不到MPU6050模块，请检查模块与开发板的接线");
  112.                 return 0;
  113.         }
  114.         else
  115.         {
  116.                 printf("MPU6050 ID = %drn",Re);
  117.                 return 1;
  118.         }
  119.                
  120. }

  122. /**
  123.   * 函数功能: 读取MPU6050的加速度数据
  124.   * 输入参数: 无
  125.   * 返 回 值: 无
  126.   * 说    明: 无
  127.   */
  128. void MPU6050ReadAcc(short *accData)
  129. {
  130.     uint8_t buf[6];
  131.     MPU6050_ReadData(MPU6050_ACC_OUT, buf, 6);
  132.     accData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
  133.     accData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
  134.     accData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
  135. }

  137. /**
  138.   * 函数功能: 读取MPU6050的角速度数据
  139.   * 输入参数: 无
  140.   * 返 回 值: 无
  141.   * 说    明: 无
  142.   */
  143. void MPU6050ReadGyro(short *gyroData)
  144. {
  145.     uint8_t buf[6];
  146.     MPU6050_ReadData(MPU6050_GYRO_OUT,buf,6);
  147.     gyroData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
  148.     gyroData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
  149.     gyroData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
  150. }

  152. /**
  153.   * 函数功能: 读取MPU6050的原始温度数据
  154.   * 输入参数: 无
  155.   * 返 回 值: 无
  156.   * 说    明: 无
  157.   */
  158. void MPU6050ReadTemp(short *tempData)
  159. {
  160.         uint8_t buf[2];
  161.     MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2);     //读取温度值
  162.     *tempData = (buf[0] << 8) | buf[1];
  163. }

  165. /**
  166.   * 函数功能: 读取MPU6050的温度数据，转化成摄氏度
  167.   * 输入参数: 无
  168.   * 返 回 值: 无
  169.   * 说    明: 无
  170.   */
  171. void MPU6050_ReturnTemp(short*Temperature)
  172. {
  173.         short temp3;
  174.         uint8_t buf[2];
  175.         
  176.         MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2);     //读取温度值
  177.   temp3= (buf[0] << 8) | buf[1];
  178.         *Temperature=(((double) (temp3 + 13200)) / 280)-13;
  179. }

  181. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

串口调试助手数据.jpg
硬件I2C
CubeMX_1.jpg
CubeMX_2.jpg
mpu6050.c文件内容
  1. /**
  2.   ******************************************************************************
  3.   * 文件名程: mpu6050.c
  4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
  5.   * 版    本: V1.0
  6.   * 编写日期: 2015-10-04
  7.   * 功    能: MPU6050驱动程序
  8.   ******************************************************************************
  9.   * 说明：
  10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  11.   *
  12.   * 淘宝：
  13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
  14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  15.   ******************************************************************************
  16.   */

  18. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
  19. #include "mpu6050/mpu6050.h"
  20. #include "usart/bsp_debug_usart.h"
  21. #include "i2c/bsp_i2c.h"
  22. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
  23. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
  24. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
  25. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
  26. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
  27. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/

  29. /**
  30.   * 函数功能: 写数据到MPU6050寄存器
  31.   * 输入参数: 无
  32.   * 返 回 值: 无
  33.   * 说    明: 无
  34.   */
  35. void MPU6050_WriteReg(uint8_t reg_add,uint8_t reg_dat)
  36. {
  37.   I2C_MPU6050_WriteData(MPU6050_SLAVE_ADDRESS,reg_add,reg_dat);
  38. }

  40. /**
  41.   * 函数功能: 从MPU6050寄存器读取数据
  42.   * 输入参数: 无
  43.   * 返 回 值: 无
  44.   * 说    明: 无
  45.   */
  46. void MPU6050_ReadData(uint8_t reg_add,unsigned char *Read,uint8_t num)
  47. {
  48.   I2C_MPU6050_ReadBuffer(MPU6050_SLAVE_ADDRESS,reg_add,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,Read,num);
  49. }

  51. /**
  52.   * 函数功能: 初始化MPU6050芯片
  53.   * 输入参数: 无
  54.   * 返 回 值: 无
  55.   * 说    明: 无
  56.   */
  57. void MPU6050_Init(void)
  58. {
  59.   int i=0,j=0;
  60.   //在初始化之前要延时一段时间，若没有延时，则断电后再上电数据可能会出错
  61.   for(i=0;i<1000;i++)
  62.   {
  63.     for(j=0;j<1000;j++)
  64.     {
  65.       ;
  66.     }
  67.   }
  68.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x00);            //解除休眠状态
  69.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_SMPLRT_DIV , 0x07);            //陀螺仪采样率，1KHz
  70.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_CONFIG , 0x06);                //低通滤波器的设置，截止频率是1K，带宽是5K
  71.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_ACCEL_CONFIG , 0x00);          //配置加速度传感器工作在2G模式，不自检
  72.         MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_GYRO_CONFIG, 0x18);     //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
  73. }

  75. /**
  76.   * 函数功能: 读取MPU6050的ID
  77.   * 输入参数: 无
  78.   * 返 回 值: 无
  79.   * 说    明: 无
  80.   */
  81. uint8_t MPU6050ReadID(void)
  82. {
  83.         unsigned char Re = 0;
  84.     MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_WHO_AM_I,&Re,1);    //读器件地址
  85.         if(Re != 0x68)
  86.         {
  87.                 printf("MPU6050 dectected error!rn检测不到MPU6050模块，请检查模块与开发板的接线");
  88.                 return 0;
  89.         }
  90.         else
  91.         {
  92.                 printf("MPU6050 ID = %drn",Re);
  93.                 return 1;
  94.         }
  95.                
  96. }

  98. /**
  99.   * 函数功能: 读取MPU6050的加速度数据
  100.   * 输入参数: 无
  101.   * 返 回 值: 无
  102.   * 说    明: 无
  103.   */
  104. void MPU6050ReadAcc(short *accData)
  105. {
  106.     uint8_t buf[6];
  107.     MPU6050_ReadData(MPU6050_ACC_OUT, buf, 6);
  108.     accData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
  109.     accData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
  110.     accData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
  111. }

  113. /**
  114.   * 函数功能: 读取MPU6050的角速度数据
  115.   * 输入参数: 无
  116.   * 返 回 值: 无
  117.   * 说    明: 无
  118.   */
  119. void MPU6050ReadGyro(short *gyroData)
  120. {
  121.     uint8_t buf[6];
  122.     MPU6050_ReadData(MPU6050_GYRO_OUT,buf,6);
  123.     gyroData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
  124.     gyroData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
  125.     gyroData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
  126. }

  128. /**
  129.   * 函数功能: 读取MPU6050的原始温度数据
  130.   * 输入参数: 无
  131.   * 返 回 值: 无
  132.   * 说    明: 无
  133.   */
  134. void MPU6050ReadTemp(short *tempData)
  135. {
  136.         uint8_t buf[2];
  137.     MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2);     //读取温度值
  138.     *tempData = (buf[0] << 8) | buf[1];
  139. }

  141. /**
  142.   * 函数功能: 读取MPU6050的温度数据，转化成摄氏度
  143.   * 输入参数: 无
  144.   * 返 回 值: 无
  145.   * 说    明: 无
  146.   */
  147. void MPU6050_ReturnTemp(short*Temperature)
  148. {
  149.         short temp3;
  150.         uint8_t buf[2];
  151.         
  152.         MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2);     //读取温度值
  153.   temp3= (buf[0] << 8) | buf[1];
  154.         *Temperature=(((double) (temp3 + 13200)) / 280)-13;
  155. }

  157. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

串口调试助手数据.jpg


回帖（3）

h1654155956.5608

2016-8-6 22:07:57
学习一下IIC。  
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longyang

2018-7-20 11:43:04
多谢楼主的信息，十分感谢
举报

longyang

2018-7-20 11:44:33
多谢楼主的信息，十分感谢
举报

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