STM32入门笔记12_3_软件I2C读写MPU6050

已于 2023-06-30 23:06:14 修改
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分类专栏： 单片机学习笔记 文章标签： stm32 笔记 单片机
于 2023-06-29 23:55:45 首次发布
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
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该代码示例展示了如何使用STM32微控制器通过I2C协议与MPU6050六轴运动传感器进行通信，初始化传感器，读取并显示其ID以及加速度和陀螺仪数据。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

软件I2C读写MPU6050

程序架构

在这里插入图片描述

主要程序

main.c

#include "stm32f10x.h" 
#include "delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MPU6050.h"
uint8_t ID;
int main(void)
{
	OLED_Init();
	MPU6050_Init();
	OLED_ShowString(1, 1, "ID:");
	ID = MPU6050_GetID();
	OLED_ShowHexNum(1, 4, ID, 2);
	MPU6050_DataTypeDef MPU6050_DataStructure;
	while(1)
	{
		// 读取数据
		MPU6050_GetData(&MPU6050_DataStructure);
		// 显示数据
		OLED_ShowSignedNum(2, 1, MPU6050_DataStructure.AccX, 5);
		OLED_ShowSignedNum(3, 1, MPU6050_DataStructure.AccY, 5);
		OLED_ShowSignedNum(4, 1, MPU6050_DataStructure.AccZ, 5);
		OLED_ShowSignedNum(2, 8, MPU6050_DataStructure.GyroX, 5);
		OLED_ShowSignedNum(3, 8, MPU6050_DataStructure.GyroY, 5);
		OLED_ShowSignedNum(4, 8, MPU6050_DataStructure.GyroZ, 5);
	}
}

MyI2C.c

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#define I2CPORT GPIOB         // I2C所用端口
#define I2CSCL_PIN GPIO_Pin_10       // I2C SLC所用引脚
#define I2CSDA_PIN GPIO_Pin_11		 // I2C	SDA所用引脚

/*
 *	初始化MyI2C
 */
void MyI2C_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	// 配置GPIOB 10 11 为开漏输出
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=I2CSCL_PIN|I2CSDA_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_SetBits(I2CPORT, I2CSCL_PIN|I2CSDA_PIN);
}

/*
 *	写时钟线
 */
void MyI2C_W_SCL(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(I2CPORT, I2CSCL_PIN, (BitAction) BitValue);
	Delay_us(10);
}

/*
 *  写数据线
 */
void MyI2C_W_SDA(uint8_t BitValue)
{
	GPIO_WriteBit(I2CPORT, I2CSDA_PIN, (BitAction) BitValue);\
	Delay_us(10);
}

/* 
 * 	读数据线
 */
uint8_t MyI2C_R_SDA(void)
{
	uint8_t BitValue;
	BitValue = GPIO_ReadInputDataBit(I2CPORT, I2CSDA_PIN);
	Delay_us(10);
	return BitValue;
}

/*
 *  起始条件 SCL高电平期间 SDA从高电平切换到低电平
 */
void MyI2C_Start(void)
{
	MyI2C_W_SDA(1);
	MyI2C_W_SCL(1);  // SLC高电平
	MyI2C_W_SDA(0);  // SDA切换到低电平
	MyI2C_W_SCL(0);  // 为下一个信号做准备
	
}

/*
 *  终止条件 SCL高电平期间 SDA从低电平切换到高电平
 */
void MyI2C_Stop(void)
{
	MyI2C_W_SDA(0);
	MyI2C_W_SCL(1);  // 因传输在停止条件后终止，故不需将SLC拉低
	MyI2C_W_SDA(1);
}

/*
 * 发送一个字节 SCL低电平间 主机将数据位依次放到SDA线上，然后释放SCL
 * 从机在SCL高电平期间读取数据位
 * 接起始条件
 */
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
	uint8_t i;
	for(i=0; i<8; ++i)
	{	
		MyI2C_W_SDA(Byte & (0x80 >> i));  // 主机放数据
		MyI2C_W_SCL(1);  // 主机释放SCL 从机读数据
		MyI2C_W_SCL(0);	 // 主机下拉SCL 准备放数据
	}
}

/*
 *  接收一个字节  SCL低电平间 从机将数据位依次放到SDA线上, 然后释放SCL
 *  主机在SCL高电平期间读取数据位
 */
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void)
{
	uint8_t Byte = 0x00;
	uint8_t i;
	MyI2C_W_SDA(1);  // 主机释放SDA
	for(i=0; i<8; ++i)
	{
		MyI2C_W_SCL(1);  // SCL高电平
		if(MyI2C_R_SDA() == 1)
			Byte |= (0x80 >> i);
		MyI2C_W_SCL(0);
	}
	return Byte;
}

/*
 *  发送应答  0表示应答 1表示非应答
 */
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit)
{
	MyI2C_W_SDA(AckBit);
	MyI2C_W_SCL(1);
	MyI2C_W_SCL(0);
}

/*
 *  接收应答
 */
uint8_t MyI2C_ReceiveACK(void)
{
	uint8_t AckBit;
	MyI2C_W_SDA(1); // 主机释放SDA
	MyI2C_W_SCL(1);
	AckBit = MyI2C_R_SDA();
	MyI2C_W_SCL(0);
	return AckBit;
}

MyI2C.h

#ifndef __MYI2C_H 
#define __MYI2C_H
void MyI2C_Init(void);
void MyI2C_W_SCL(uint8_t BitValue);
void MyI2C_W_SDA(uint8_t BitValue);
uint8_t MyI2C_R_SDA(void);
void MyI2C_Start(void);
void MyI2C_Stop(void);
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte);
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void);
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit);
uint8_t MyI2C_ReceiveACK(void);
#endif

MPU6050.c

#include "stm32f10x.h"
#include "MyI2C.h"
#include "MPU6050_REG.h"

#define MPU_ADDRESS 0xD0

/*
 *  往指定地址写入指定数据
 */
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
{
	// 起始条件
	MyI2C_Start();
	// 呼叫设备(MPU6050)
	MyI2C_SendByte(MPU_ADDRESS);
	// 接收应答
	MyI2C_ReceiveACK();
	// 寻找地址
	MyI2C_SendByte(RegAddress);
	// 接收应答
	MyI2C_ReceiveACK();
	// 写入数据
	MyI2C_SendByte(Data);
	// 接收应答
	MyI2C_ReceiveACK();
	// 终止条件
	MyI2C_Stop();
}

/*
 *  从指定地址读取数据
 */
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{
	uint8_t Data;
	// 起始条件
	MyI2C_Start();
	// 呼叫设备(MPU6050)
	MyI2C_SendByte(MPU_ADDRESS);
	// 接收应答
	MyI2C_ReceiveACK();
	// 寻找地址
	MyI2C_SendByte(RegAddress);
	// 接收应答
	MyI2C_ReceiveACK();
	// 再次起始
	MyI2C_Start();
	MyI2C_SendByte(MPU_ADDRESS | 0x01);
	// 接收应答
	MyI2C_ReceiveACK();
	// 读取数据
	Data = MyI2C_ReceiveByte();
	// 发送应答
	MyI2C_SendAck(1); 
	// 终止条件
	MyI2C_Stop();
	return Data;
}

/*
 *  配置MPU6050
 */
void MPU6050_Init(void)
{
	// I2C初始化
	MyI2C_Init();
	MPU6050_WriteReg(PWR_MGMT_1, 0x01);
	MPU6050_WriteReg(PWR_MGMT_2, 0x00);
	MPU6050_WriteReg(SMPLRT_DIV, 0x09);
	MPU6050_WriteReg(CONFIG, 0x06);
	MPU6050_WriteReg(GYRO_CONFIG, 0x18);
	MPU6050_WriteReg(ACCEL_CONFIG, 0x18);
}
/*
 * 获取ID号
 */
uint8_t MPU6050_GetID(void)
{
	return MPU6050_ReadReg(WHO_AM_I);
}
/*
 *  获取MPU6050数据
 */
void MPU6050_GetData(MPU6050_DataTypeDef * MPU_DataStructure)
{
	uint16_t Data_H, Data_L;  // 高位数据和低位数据
	Data_H = MPU6050_ReadReg(ACCEL_XOUT_H);
	Data_L = MPU6050_ReadReg(ACCEL_XOUT_L);
	MPU_DataStructure->AccX=(Data_H<<8) | Data_L;
	
	Data_H = MPU6050_ReadReg(ACCEL_YOUT_H);
	Data_L = MPU6050_ReadReg(ACCEL_YOUT_L);
	MPU_DataStructure->AccY=(Data_H<<8) | Data_L;
	
	Data_H = MPU6050_ReadReg(ACCEL_ZOUT_H);
	Data_L = MPU6050_ReadReg(ACCEL_ZOUT_L);
	MPU_DataStructure->AccZ=(Data_H<<8) | Data_L;
	
	Data_H = MPU6050_ReadReg(GYRO_XOUT_H);
	Data_L = MPU6050_ReadReg(GYRO_XOUT_L);
	MPU_DataStructure->GyroX=(Data_H<<8) | Data_L;
	
	Data_H = MPU6050_ReadReg(GYRO_YOUT_H);
	Data_L = MPU6050_ReadReg(GYRO_YOUT_L);
	MPU_DataStructure->GyroY=(Data_H<<8) | Data_L;
	
	Data_H = MPU6050_ReadReg(GYRO_ZOUT_H);
	Data_L = MPU6050_ReadReg(GYRO_ZOUT_L);
	MPU_DataStructure->GyroZ=(Data_H<<8) | Data_L;
}

MPU6050.h

#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H
#include "MPU6050_REG.h"
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data);
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress);
void MPU6050_Init(void);
uint8_t MPU6050_GetID(void);
void MPU6050_GetData(MPU6050_DataTypeDef * MPU_DataStructure);
#endif

MPU6050_REG.h

#ifndef __MPU6050_REG_H
#define __MPU6050_REG_H
// 寄存器地址
#define SMPLRT_DIV 				0x19
#define CONFIG					0x1A
#define GYRO_CONFIG 			0x1B
#define ACCEL_CONFIG 			0x1C
#define ACCEL_XOUT_H 			0x3B
#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
#define	TEMP_OUT_L				0x42
#define	GYRO_XOUT_H				0x43
#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
#define	PWR_MGMT_2				0x6C
#define	WHO_AM_I				0x75

/*
 *  MPU6050数据结构体
 */
typedef struct
{
	int16_t AccX;
	int16_t AccY;
	int16_t AccZ;
	int16_t GyroX;
	int16_t GyroY;
	int16_t GyroZ;
} MPU6050_DataTypeDef;

#endif

参考资料

【STM32入门教程-2023持续更新中】

【STM32学习】——I2C通信协议&MPU6050姿态传感器&软件I2C读写MPU6050
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同步，半双工。异步通信（如串口）如果发送方发送一半突然进中断停止了，接收方是不知道的，这是不允许的，异步对硬件外设USART电路依赖性很强，虽然也可软件实现，但因为对时间要求严格所以一般不用软件。同步协议由于存在时钟线SCL，对时间的要求就不高，发送方可随时停止去处理其他事情（因为暂停传输的同时，时钟线也暂停了）。半双工也可大大节约硬件资源。带数据应答 支持总线挂载多设备（一主多从、多主多从）。一主多从。
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声明：学习笔记来自江科大自化协B站教程，仅供学习交流！！上接上次学习的I2C协议和软件读写MPU6050，接下来继续学习STM32的I2C外设和硬件读写I2C！姿态传感器在平衡车、无人机等方面应用广泛！不同于串口，因为I2C位同步通信软件模拟协议应用也很广泛！但硬件实现协议也具有独特优势：执行效率高节省软件资源、功能强大可实现完整的多主机通信模型、时序波形规整、通信速率快等。本次学习只需掌握一主多从、7位地址模式即可。
MPU6050陀螺仪串口读取数据源码和参考资料（Arduino单片机）
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本资源提供了两种不同的程序方法，应用arduino单片机串口读取MPU6050三轴陀螺仪的实时数据；此外还提供了数据的两种应用方向，即使用matlab应用读取到的数据进行模型的实时姿态估计。本程序适用于MPU6050串口读取参考，还适用于将数据应用到模型的姿态估计。内含详细的总结和注释，希望本资源对您有用！
MPU6050三轴陀螺仪串口读取数据并显示源码（51单片机，STM32单片机）
10-22
本资源为分别应用51单片机和STM32单片机通过串口读取MPU6050三轴陀螺仪的实时数据，然后通过串口助手输出和LCD显示。资源提供源码和中文注释，适用于代码移植和MPU6050等类似芯片的开发，此外还提供相关芯片的参考资料。希望本资源对您有用！
STM32实现硬件I2C通讯，读取MPU6050的ID号
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最后就是读取MPU6050的ID号了，MPU6050的ID号存在MPU650的寄存器地址为0x75，读取这个地址中的值就是ID号了。第一步：打开GPIOB的时钟（因为I2C2的引脚10,11在GPIOB上）第九步：发送7位地址（方向：接收模式）最后一位是接收模式。第十三步： 等待EV7事件（接收完成）第三步：发送7位地址（方向：发送者）第三步：发送7位地址（方向：发送者）第四步：等待EV6事件（发送完成）第六步：等待EV8事件（正在发送）第四步：等待EV6事件（发送完成）第六步：等待EV8事件（发送完成）
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今天的读ID号是建立在上篇文章中有了底层的I2C通讯的6个基本时序来编写的。十：发送应答位（0：就是给从机应答（从机继续发数据） 1：就是不给从机应答（从机停止发数据））四：发送 指定寄存器地址（用于指定读写哪个寄存器）四：发送 指定寄存器地址（用于指定读哪个寄存器）七：发送 从机地址+读写位1（1：读 0：写）二：发送 从机地址+读写位（1：读 0：写）九：接收一个字节（此时，总线控制权交给从机）六：发送（要写入指定寄存器下的数据）二：发送 从机地址+读写位。
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低电平和高电平时间是：16:9；低电平和高电平时间是：2:1。其实占空比，是为了快速传输设计的。查询引脚定义表，来规划引脚。但由于PB6,7,8,9被OLEDz占用，不方便接线了。可以使用I2C2引脚，但必须是SCL对应PB10，SDA对应PB11，两者不能互换。SCL接PB10，SDA接PB11,但是硬件I2C引脚不可以任意指定。指定STM32作为从机，响应几位的地址。可以选择10位地址和7位地址。2.把I2C外设和对应GPIO口初始化为复用开漏模式。更快的方法，按ctrl+alt+空格，提示参数。
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由于我们这个代码使用的是软件I2C，就是用普通的GPIO口，手动翻转电平实现的协议，它并不需要STM32内部的外设资源支持，所以这里的端口（SDA，SCL），其实可以任意指定，不局限于这两个端口，你也可以SCL接PAO，SDA接PB12，或者SCL接PA8,SDA接PA9看，等等等等，接在任意的两个普通的GPIO口就可以，然后只需在程序中配置并操作SCL和SDA对应的端口。MPU6050板子上标有，X,Y轴示意图，纵向为X轴，横向为Y轴，Z轴是垂直芯片的轴，这里没标。第二个，把SCL、SDA置高电平。
【STM32】I2C接口（一主多从）
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I2C接口（一主多从）标准库使用框架+mpu6050驱动代码
STM32单片机直接读取，并串口显示MPU6050原始数据（详细教程）
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提示：STM32F103读取MPU6050原始数据，并通过串口助手显示，文件下载免费。 文章目录前言一、MPU6050简介二、底层文件配置详解1.IIC通信部分文件内容2.MPU6050对应设置及数据获取内容3.滴答定时器延时程序设定4.主函数总结 前言 MPU6050的使用对于初学者来说，如果没有详细的教程资料学习了解，便想利用MPU6050来制作飞控，平衡小车，穿戴设备等，这毫无疑问是非常难的。自己刚学习MPU6050的时候，苦于没有直接现成详细的原始数据获取教程，一上手的便是DMP库获取姿态
【STM32学习】I2C通信协议 | OLED屏
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介绍了I2C协议的原理，并且实现了底层驱动源码，还有OLED屏幕的使用，显示原理以及底层驱动源码的实现。
串口屏与6050_MPU6050温度值的读取与转换及串口通信,请指导
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MPU6050温度值的读取与转换及串口通信,请指导[复制链接]想读取6050的温度,并在上位机PC上的串口助手显示,可是串口上显示的全是乱码方块,代码如下:#include#includetypedef unsigned char u8;typedef unsigned intu16;//****************************************// 定义MPU6050内...
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【MPU6050能读ID 但读数据值为零（一个硬件问题）】
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STM-32：I2C通信协议—软件I2C读写MPU6050
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失败原因为vcc引脚接的3.3v电压，改为5v后正常工作。MPU6050读取ID号地址是FF的解决情况。
MPU6050读ID错误，出现0XD1现象（正确ID应为0x68或0x69）解决办法。
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09-10 1万+
起因：笔者最近的一个小项目里面需要使用到一块MPU6050姿态传感器。因为之前在某宝买过现成的MPU6050调试过，使用的是一块STM32F1x系列的单片机驱动，代码是没有问题的。所以根据MPU6050官方手册提供的参考电路直接弄到项目的板子上了。但是板子出来之后再调试的过程中一直读取ID的时候一直出现0XD1的数值，并且读取到的所有数据都是错误的。 解决办法：1、首先检查一下电路是否连接正确，特别是第20引脚的电荷泵电容。之前翻阅的中文手册发现参考电路上的电容数据是错误的，而且错误的离谱，电路和原件列表
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一·简介:1.要想知道MPU6050工作原理，得先了解下面俩个传感器：①陀螺仪传感器：       陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。现代陀螺仪可以精确地确定运动物体...
MPU6050初始化失败原因及常见问题解决方法
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03-02 2万+
1、6050初始化失败 如果是6050初始化失败，首先看下是否是读出的地址不对 res=MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG); printf("mpu addr=%x\r\n",res); if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确 { MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01); //设置CLKSEL,PLL X轴为参考 MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00); //加速度与陀螺仪都工
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