MPU6050传感器详解-优快云博客

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MPU6050的特点：

自带数字运动处理（ DMP: Digital Motion Processing ），可以输出6轴或9轴（需外接磁传感器）姿态解算数据。
集成可程序控制，测量范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec 的3轴角速度感测器(陀螺仪)。
集成可程序控制，范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速度传感器。
自带数字温度传感器。
可输出中断(interrupt)，支持姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能。
自带1024字节FIFO，有助于降低系统功耗。
高达400Khz的IIC通信接口。

MPU6050的初始化：

初始化IIC接口。
复位MPU6050。由电源管理寄存器1(0X6B)控制。
设置角速度传感器和加速度传感器的满量程范围。由陀螺仪配置寄存器(0X1B)和加速度传感器配置寄存器(0X1C)设置。
设置其他参数。配置中断，由中断使能寄存器(0X38)控制；设置AUX IIC接口，由户控制寄存器(0X6A)控制；设置FIFO，由FIFO使能寄存器(0X23)控制；陀螺仪采样率，由采样率分频寄存器(0X19)控制；设置数字低通滤波器，由配置寄存器(0X1A)控制。
设置系统时钟。由电源管理寄存器1(0X6B)控制。一般选择x轴陀螺PLL作为时钟源，以获得更高精度的时钟。
使能角速度传感器(陀螺仪)和加速度传感器。由电源管理寄存器2(0X6C)控制。

MPU6050电路图

在这里插入图片描述
1.通过IIC对MPU6050寄存器进行读写

//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 IIC_Write_Byte(u8 reg,u8 data)
{    
	IIC_Start();    
	IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令     
	if(IIC_Wait_Ack())  //等待应答
	{        
		IIC_Stop();         
		return 1;           
	}
	IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址    
	IIC_Wait_Ack();     //等待应答         
	IIC_Send_Byte(data);//发送数据    
	if(IIC_Wait_Ack())  //等待ACK
	{        
		IIC_Stop();          
		return 1;            
	}            
	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 IIC_Read_Byte(u8 reg)
{    
	u8 res;    
	IIC_Start();    
	IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令     
	IIC_Wait_Ack();//等待应答    
	IIC_Send_Byte(reg);//写寄存器地址    
	IIC_Wait_Ack();//等待应答    
	IIC_Start();    
	IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|1);//发送期间地址+读命令    
	IIC_Wait_Ack();//等待应答    
	res=IIC_Read_Byte(0);//读取数据，发送nACK    
	IIC_Stop();//产生一个停止条件    
	return res;
}

//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 IIC_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{    
	u8 i;    
	IIC_Start();    
	IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令    
	if(IIC_Wait_Ack())//等待应答    
	{        
		IIC_Stop();        
		return 1;    
	}    
	IIC_Send_Byte(reg);//写寄存器地址    
	IIC_Wait_Ack();//等待应答    
	for(i=0;i<len;i++)    
	{        
		IIC_Send_Byte(buf[i]);//发送数据        
		if(IIC_Wait_Ack())//等待ACK        
		{            
			IIC_Stop();            
			return 1;        
		}    
	}    
	IIC_Stop();    
	return 0;
}

//IIC连续读
//addr:器件地址
//reg:要读取的寄存器地址
//len:要读取得长度
//buf:读取到的数据存储区
//返回值: 0,正常
//其他，错误代码
u8 IIC_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{    
	IIC_Start();    
	IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令    
	if(IIC_Wait_Ack())//等待应答    
	{        
		IIC_Stop();        
		return 1;    
	}    
	IIC_Send_Byte(reg);//写寄存器地址    
	IIC_Wait_Ack();//等待应答    
	IIC_Start();    
	IIC_Send_Byte((addr<<1)|1);//发送器件地址+读命令    
	IIC_Wait_Ack();//等待应答   
	 while(len)    
	 {        
	 	if(len==1) *buf=IIC_Read_Byte(0);//读数据，发送nACK        
	 	else *buf=IIC_Read_Byte(1);//读数据，发送ACK        
	 	len--;        
	 	buf++;    
	 }    
	 IIC_Stop();//产生一个停止条件    
	 return 0;
}

2.MPU6050初始化

//初始化MPU6050
//返回值: 0,成功
//其他,错误代码
u8 MPU_Init(void)
{    
	u8 res;    
	IIC_Init();//初始化IIC总线    
	IIC_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80);//复位MPU6050    
	delay_ms(100);    
	IIC_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    
	IIC_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //关闭所有中断    
	IIC_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00);//I2C主模式关闭    
	IIC_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00);//关闭FIFO    
	IIC_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80);//INT引脚低电平有效    
	res=IIC_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);    
	if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确    
	{        
		IIC_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01);//设置CLKSEL,PLL X 轴为参考        
		IIC_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00);//加速度陀螺仪都工作        
		MPU_Set_Rate(50); //设置采样率为50HZ    
	}
	else return 1;    
	return 0;
}

//设置MPU6050陀螺仪传感器满量程范围
//fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps
//返回值:0,设置成功
//其他,设置失败 
u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr)
{    
	return IIC_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3);//设置陀螺仪满量程范围
} 
//设置MPU6050加速度传感器满量程范围
//fsr:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g
//返回值:0,设置成功
//其他,设置失败 
u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr)
{    
	return IIC_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3);//设置加速度传感器满量程范围
}

//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 
u8 MPU_Set_LPF(u16 lpf)
{    
	u8 data=0;    
	if(lpf>=188) data=1;    
	else if(lpf>=98) data=2;    
	else if(lpf>=42) data=2;    
	else if(lpf>=42) data=3;    
	else if(lpf>=20) data=4;    
	else if(lpf>=10) data=5;    
	else data=6;     
	return IIC_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data);//设置数字低通滤波器  
}

//设置MPU6050的采样率(假定Fs=1KHz)
//rate:4~1000(Hz)
//返回值:0,设置成功
//其他,设置失败
u8 MPU_Set_Rate(u16 rate)
{    
	u8 data;    
	if(rate>1000)rate=1000;    
	if(rate<4)rate=4;    
	data=1000/rate-1;    
	data=IIC_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG,data);  //设置数字低通滤波器    
	return MPU_Set_LPF(rate/2); //自动设置LPF为采样率的一半
}

3.读取MPU6050相关测得原始数据

//得到温度值
//返回值:温度值(扩大了100倍)
short MPU_Get_Temperature(void)
{    
	u8 buf[2];     
	short raw;        
	float temp;        
	IIC_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_TEMP_OUTH_REG,2,buf);     
	raw=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];      
	temp=36.53+((double)raw)/340;      
	return temp*100;;
}

//得到陀螺仪值(原始值)
//gx,gy,gz:陀螺仪x,y,z轴的原始读数(带符号)
//返回值:0,成功
//其他,错误代码
u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz)
{    
	u8 buf[6],res;    
	res=IIC_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_GYRO_XOUTH_REG,6,buf);    
	if(res==0)    
	{        
		*gx=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];          
		*gy=((u16)buf[2]<<8)|buf[3];          
		*gz=((u16)buf[4]<<8)|buf[5];    
	}       
	return res;
} 

//得到加速度值(原始值)
//ax,ay,az:陀螺仪x,y,z轴的原始读数(带符号)
//返回值:0,成功
//其他,错误代码
u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
{    
	u8 buf[6],res;      
	res=IIC_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_ACCEL_XOUTH_REG,6,buf);    
	if(res==0)    
	{        
		*ax=((u16)buf[0]<<8)|buf[1];          
		*ay=((u16)buf[2]<<8)|buf[3];          
		*az=((u16)buf[4]<<8)|buf[5];    
	}       
	return res;;
}

参考