esp32系列(11)：ESP32 IDF平台 mpu6050 DMP 驱动移植及测试上位机开发

先上运行效果：

1 DMP 官方库介绍

Motion Driver是传感器驱动层的嵌入式软件堆栈，可轻松配置和利用Invense运动跟踪解决方案的许多功能。支持的运动设备为MPU6050/MPU6500/MPU9150/MPU9250。硬件和板载数字运动处理器（DMP）的许多功能都封装在模块化API中，可供使用和参考。

1.1 DMP与MPL(Motion Processing Libraries)功能

• DMP：
  DMP是一种快速、低功耗、可编程的嵌入式轻量级微处理器。它的设计目的是从MCU中释放传感器融合和手势识别等功能，以节省系统的整体功耗。

DMP有很多功能，并且可以在运行过程中动态配置。除计步器外，所有DMP数据均输出至FIFO。DMP还可以编程，通过手势或数据准备就绪生成中断。

DMP的功能：

• 3轴低功耗四元数：仅陀螺仪
• 6轴低功耗四元数：陀螺仪和加速度计
• 方向手势识别
• 点击手势识别
• 计步器手势识别
• DMP中断

Motion Driver 6.12 的功能：

• DMP 功能
  • 3/6 轴低功耗四元数
  • 点击、方向和计步器手势识别
• MPL 算法
  • 运行中陀螺校准
  • 运行中陀螺温度补偿
  • 运行中罗盘校正
  • 运行中磁干扰抑制
  • 3/6/9轴传感器融合
• 硬件功能
  • 校准
  • 自检
  • 保存和加载传感器状态
  • 低功耗加速模式
  • 低功耗运动中断模式
  • 寄存器转储

1.2 运行MPL的硬件要求

运行 Motion Driver 6.12 的 MCU 的硬件要求

• Flash和RAM
  • 16位MCU：128k Flash , 128k RAM
  • 32位MCU：68k Flash, 10k RAM
• Long Long 数据格式的支持
• 中断
• 采样率
  传感器融合需要来自MCU的大量计算能力。这会影响每个样本的处理量，并限制采样率。需要确保每帧数据能及时处理。

1.3 Motion Driver 6.12 的架构

1.3.1 MD6.12 驱动层（Driver Layer）

MD6.12 驱动层（Driver Layer）包含的文件：

• inv_mpu
  底层驱动，包含I2C读写、时钟、日志打印等功能，这也是我们移植的时候需要适配平台的部分。
• inv_mpu_dmp_motion_driver
  包含dmp映像的驱动程序以及加载和配置dmp的API。
• dmpKey.h
  包含DMP特性的DMP内存位置的定义
• dmpmap.h
  包含DMP内存位置的定义

我们在移植的时候，需要基于自己的平台提供下面的API给MD6.12使用：

• #define i2c_write msp430_i2c_write
• #define i2c_read msp430_i2c_read
• #define delay_ms msp430_delay_ms
• #define get_ms msp430_get_clock_ms
• #define log_i MPL_LOGI
• #define log_e MPL_LOGE
  *以上是msp430平台的函数定义，我们改成自己的名字就行，这里我命名为

#define i2c_write   esp32_i2c_write
#define i2c_read    esp32_i2c_read
#define delay_ms    esp32_delay_ms
#define get_ms      esp32_get_clock_ms

i2c_write/i2c_read:
需要输入以下4个参数：

• unsigned char slave_addr：器件地址
• unsigned char reg_addr：寄存器地址
• unsigned char length：数据长度
• unsigned char *data：数据buffer

对于I2C读写函数，ESP32 IDF平台调用官方的 i2c 基本读写命令即可：

int esp32_i2c_write(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char length, unsigned char const *data)
{
   
   
    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, (slave_addr << 1) | WRITE_BIT, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_write_byte(cmd, reg_addr, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_write(cmd, data, length, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_stop(cmd);
    esp_err_t ret = i2c_master_cmd_begin(0, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);
    // printf("esp32_i2c_write\n");
    return ret;
}

int esp32_i2c_read(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char length, unsigned char *data)