STM32CubeMX-H7-12-IIC读写MPU6050模块(中)-MPU6050模块详解以及软件IIC驱动

前言

上一篇我们已经完成对IIC代码基本框架的编写,以及获取MPU6050的ID,接下来我们逐一分析这个模块的功能,并用IIC驱动

建议看完上一篇再来看这篇

MPU6050寄存器介绍

1.电源管理寄存器(PWR_MGMT_1,地址:0x6B)

         

     我们要对0x6b这个地址给0以唤醒

    IIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, PWR_MGMT_1, 0x00);  // 唤醒 MPU6050

    2.陀螺仪配置寄存器(GYRO_CONFIG,地址:0x1B)

    IIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, GYRO_CONFIG, 0x18);  // 设置陀螺仪自检及测量范围

    选择满量程为±2000°/s

    3.加速度计配置寄存器(ACCEL_CONFIG,地址:0x1C)

        IIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, ACCEL_CONFIG, 0x18);  // 设置加速度计自检、测量范围及高通滤波频率
    

    加速度计配置寄存器,选择满量程为±16g

    4.加速度计数据寄存器

           等会获取加速度的时候会用,主要获取加速度

    5.陀螺仪数据寄存器

    等会获取角度的时候会用,主要获取角度

    6.中断使能寄存器(INT_ENABLE,地址:0x38)

            看情况使用

    7.采样率分频寄存器(SMPLRT_DIV,地址:0x19)

    IIC_Write_REG(MPU6050_ADDR_AD0_LOW, SMPLRT_DIV, 0x09);  // 设置采样率分频

    8.CONFIG 寄存器主要用于配置 MPU6050 的外部帧同步(FSYNC)引脚输入以及数字低通滤波器(DLPF),以此来改善传感器数据的噪声性能和采样延迟。

    名称描述配置效果
    7 - 3保留这些位为保留位,用户不应进行设置,一般默认置为 0。-
    2EXT_SYNC_SET[2:0]用于配置外部帧同步(FSYNC)引脚输入。
    - 000:无 FSYNC 输入
    - 001:FSYNC 引脚输入同步加速度计采样
    - 010:FSYNC 引脚输入同步陀螺仪 X 轴采样
    - 011:FSYNC 引脚输入同步陀螺仪 Y 轴采样
    - 100:FSYNC 引脚输入同步陀螺仪 Z 轴采样
    - 101:FSYNC 引脚输入同步温度传感器采样
    - 110:保留
    - 111:保留
    可利用外部信号对特定传感器的采样进行同步,从而保证多个传感器采样时间的一致性。
    1 - 0DLPF_CFG[1:0]用于配置数字低通滤波器(DLPF)的设置。
    - 000:带宽 260Hz,延迟 0.98ms,陀螺仪输出率 8kHz
    - 001:带宽 184Hz,延迟 2.9ms,陀螺仪输出率 1kHz
    - 010:带宽 94Hz,延迟 3.9ms,陀螺仪输出率 1kHz
    - 011:带宽 44Hz,延迟 5.9ms,陀螺仪输出率 1kHz
    - 100:带宽 21Hz,延迟 9.9ms,陀螺仪输出率 1kHz
    - 101:带宽 10Hz,延迟 17.85ms,陀螺仪输出率 1kHz
    - 110:带宽 5Hz,延迟 33.48ms,陀螺仪输出率 1kHz
    - 111:保留
    通过选择不同的滤波器配置,可以在噪声抑制和数据延迟之间进行权衡。较高的带宽会减少延迟,但可能会引入更多噪声;较低的带宽则能有效抑制噪声,但会增加数据延迟。

    MPU6050模块功能指令使用-函数封装

    1.指令寄存器的宏定义

    #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写时许发送0XD0
    #define MPU6050_ADDR_AD0_HIGH 0x69	

    2.初始化的基本配置

            根据上面的自己配置下寄存器就好

    // 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); HAL_Delay(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); HAL_Delay(100);  // 等待传感器稳定return 0;
    }

    3.获取模块ID

    // 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	
    }

    上篇文章提到过,返回设备ID

    4.获取温度

    float MPU6050_GET_Tempure(void)
    {uint16_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
    }

    手册上是没有-200的,但是我的温度都显示两百多,减去200后看起来正常,大家根据具体情况把这个-200修改,补偿值修改到正常

    5.获取X轴加速度

    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;  // 计算加速度值并返回
    }

    6.获取Y轴加速度

    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;  // 计算加速度值并返回	
    }

    7.获取z轴加速度

    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;  // 计算加速度值并返回
    }

    8.获取x的角度

    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	
    }

    9.获取y的角度

    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
    }

    10.获取z轴角度

    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
    }

    完整代码

    .c

    #include "MPU6050.h"
    #include "math.h"
    #include "SOFT_IIC.h"
    #include <stdio.h>
    // 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); HAL_Delay(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); HAL_Delay(100);  // 等待传感器稳定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;  // 计算加速度值并返回
    }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;  // 计算加速度值并返回	
    }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;  // 计算加速度值并返回
    }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
    }

    .h

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

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    在 OpenWrt 上安装 Tailscale 非常简单&#xff0c;主要步骤如下&#xff1a; 1. 确保 OpenWrt 设备可联网 首先&#xff0c;确保你的 OpenWrt 设备已经联网&#xff0c;可以访问外网&#xff0c;并且 SSH 进入你的路由器&#xff08;通常是 192.168.1.1&#xff09;&#xff…

    蓝桥杯刷题总结 + 应赛技巧

    当各位小伙伴们看到这篇文章的时候想必蓝桥杯也快开赛了&#xff0c;那么本篇文章博主就来总结一下一些蓝桥杯的应赛技巧&#xff0c;那么依旧先来走个流程 那么接下来我们分成几个板块进行总结 首先是一些基本语法 编程语言的基本语法 首先是数组&#xff0c;在存数据的时候…

    TCP重传率高与传输延迟问题

    目录标题 排查步骤&#xff1a;TCP重传率高与传输延迟问题v1.0通过 rate(node_netstat_Tcp_RetransSegs[3m]) 排查 TCP 重传问题的步骤1. **指标含义与初步分析**2. **关联指标排查**3. **定位具体问题源**4. **解决方案**5. **验证与监控** v2.0一、基础检查二、网络层分析三、…

    【LeetCode 热题100】73:矩阵置零(详细解析)(Go语言版)

    &#x1f680; 力扣热题 73&#xff1a;矩阵置零&#xff08;详解 多种解法&#xff09; &#x1f4cc; 题目描述 给定一个 m x n 的整数矩阵 matrix&#xff0c;如果一个元素为 0&#xff0c;则将其所在行和列的所有元素都设为 0。请你 原地 使用常量空间解决。 &#x1f3a…

    组播网络构建:IGMP、PIM 原理及应用实践

    IP组播基础 组播基本架构 组播IP地址 一个组播IP地址并不是表示具体的某台主机&#xff0c;而是一组主机的集合&#xff0c;主机声明加入某组播组即标识自己需要接收目的地址为该组播地址的数据IP组播常见模型分为ASM模型和SSM模型ASM&#xff1a;成员接收任意源组播数据&…

    Unity UGUI使用手册

    概述 UGUI(Unity Graphical User Interface) :Unity 图像用户界面 在游戏开发中&#xff0c;我们经常需要搭建一些图形用户界面。Unity内置的UGUI可以帮助开发者可视化地拼接界面&#xff0c;提高开发效率。UGUI提供不同样式的UI组件&#xff0c;并且封装了对应功能的API&am…

    Python web程序在服务器上面部署详细步骤

    在服务器上部署Python web程序通常涉及以下步骤&#xff1a; 设置服务器环境: 选择合适的服务器&#xff0c;如AWS EC2、DigitalOcean Droplet等。配置服务器操作系统&#xff0c;例如Ubuntu、CentOS等。安装必要的软件&#xff0c;如Python、pip、git等。 准备Python web程序…