MPU陀螺仪

一、结构组成

        MPU6050是六轴姿态传感器,其组成包括三轴加速度传感器,三轴陀螺仪传感器。通过传感器,获取加速度和角速度参数,进行数据融合后,获得稳定的姿态角(偏移角),可以用于飞行器和平衡车。【roll为x轴偏移角,pitch为y轴偏移角,yaw为z轴偏移角。】

        MPU6050使用I2C通信协议和单片机进行通信。

  

二、参数配置

1.16位ADC采样传感器的模拟信号,量化范围:-32768~32768

2.加速度计满量程选择:±2、±4、±8、±16(g)

3.陀螺仪满量程选择:±250、±500、±1000、±2000(°/sec)

4.可配置的数字低通滤波器:内部存在噪音,如果输出数据抖动太大,可以配置滤波器使数据输出平缓

5.可配置的时钟源和采样分频:控制ADC转换快慢。

6.I2C从机地址:1101000(AD0引脚为0时)->按照16进制:0xD1 / 0xD0(0x68和读/写位一同配置)

                           1101001(AD0引脚为1时)->按照16进制:0xD3 / 0xD2(0x69和读/写为一同配置)

【注:在配置从机地址时,可以使用16进制将读/写位一同配置,配置方法如下:(0x68<<1) | (0/1)因为0x68<<1 变为1101 0000,按位与上0/1(也就是与上0000 0000 /0000 0001)可以控制读x写位,0写读1。】

三、系统框图

### MPU Gyroscope 和 IMU Gyroscope 的区别及应用 #### MPU Gyroscope 特性 MPU系列传感器集成了多种功能于一体,通常包含了加速度计和陀螺仪。这类设备广泛应用于消费电子产品中,如智能手机和平板电脑。具体来说: - **集成度高**:例如MPU6050不仅有三轴陀螺仪还有三轴加速度计[^3]。 - **自测试能力**:通过设置特定寄存器可以触发不同轴向上的自我校验操作,比如`XG_ST`, `YG_ST`, `ZG_ST`用于分别启动XYZ三个方向的陀螺仪自检[^2]。 #### IMU Gyroscope 特性 IMU(Inertial Measurement Unit, 惯性测量单元)则是一个更广泛的术语,它指代能够感知物体姿态变化的一类装置,其中可能包含但不限于: - **多传感融合**:除了上述提到的陀螺仪外,还配备有加速度计甚至磁力计来提供更加全面的姿态信息[^1]。 - **应用场景多样**:由于其强大的性能,在航空航天、自动驾驶汽车等领域有着不可替代的地;同时也被用来支持虚拟现实体验中的头部追踪等功能。 #### 应用对比 当仅考虑作为单独组件存在的陀螺仪时,两者的主要差异体现在它们所属的整体解决方案之中。对于专门用途而言,如果只需要简单的角速度反馈,则可以选择独立式的陀螺仪芯片;而面对复杂环境下的精确导航需求,则应优先选用具备综合处理能力的IMU模块。 ```python import smbus from time import sleep class MPU6050: def __init__(self): self.bus = smbus.SMBus(1) self.address = 0x68 def read_raw_data(self, addr): high = self.bus.read_byte_data(self.address, addr) low = self.bus.read_byte_data(self.address, addr+1) value = ((high << 8) | low) if(value > 32768): value = value - 65536 return value mpu = MPU6050() while True: gyro_xout = mpu.read_raw_data(0x43) gyro_yout = mpu.read_raw_data(0x45) gyro_zout = mpu.read_raw_data(0x47) print(f"Gyro X: {gyro_xout}, Y: {gyro_yout}, Z: {gyro_zout}") sleep(0.5) ```
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