STM32驱动陀螺仪MPU6050的应用实例
STM32F407ZE 驱动陀螺仪MPU6050的应用实例，实现如下功能：①使用MPU6050的驱动实现陀螺仪遥控左倾：LED1亮右倾：LED2亮前倾：LED3亮后倾：LED4亮使用的是获取的欧拉角！！②做一个碰撞警告功能如果板子在一定速度的前提下 ，碰上障碍物 ，速度锐减，蜂鸣器响，以示警告（请用PWM让蜂鸣器的响度降低）使用的是陀螺仪的加速度计！具体代码与解析如下：main.c部分#inclu
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STM32F407ZE 驱动陀螺仪MPU6050的应用实例，实现如下功能：
①使用MPU6050的驱动实现陀螺仪遥控
左倾：LED1亮
右倾：LED2亮
前倾：LED3亮
后倾：LED4亮
使用的是获取的欧拉角！！
②做一个碰撞警告功能
如果板子在一定速度的前提下 ，碰上障碍物 ，
速度锐减，蜂鸣器响，以示警告（请用PWM让蜂鸣器的响度降低）
使用的是陀螺仪的加速度计！
完整工程代码：https://download.csdn.net/download/weixin_43793181/20335507
具体代码与解析如下：
main.c部分
#include <stm32f4xx.h>
#include <math.h>
#include "sys.h"
#include "led.h"
#include "uart.h"
#include "systick.h"
#include "iic.h"
#include "mpu6050.h"
#include "inv_mpu.h"
#include <string.h>
int main()
{
short Templ;
short Gx,Gy,Gz;
short Ax,Ay,Az;
float Pitch,Roll,Yaw; //欧拉角记录变量
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断优先级分组 2分组
Systick_Init(); //精准延时初始化
USART1_Init();
LED_Init(); //LED灯初始化
IIC_GPIOInit(); //IIC相关引脚初始化
// if(0 != MPU_Init())//加上Mpu初始化
// {
// printf("Init MPU Fail!\r\n");
// return 0;
// }
if(0 != mpu_dmp_init())
{
printf("DMP Init MPU Fail!\r\n");
return 0;
}
delay(10);
while(1)
{
//表示使用DMP成功获取 四元数 并计算得到了欧拉角
if(mpu_dmp_get_data(&Pitch,&Roll,&Yaw) == 0)
{
Templ = MPU_Get_Temperature();
MPU_Get_Gyroscope(&Gx,&Gy,&Gz);
MPU_Get_Accelerometer(&Ax,&Ay,&Az);
//printf("Gx:%.3f Gy:%.3f Gz:%.3f Ax:%d Ay:%d Az:%d\r\n",Gx/16.4,Gy/16.4,Gz/16.4,Ax,Ay,Az);
//printf("温度：%.3f\r\n",Templ/100.0);
//printf("俯仰角：%.2f 横滚角：%.2f 航向角：%.2f\r\n",Pitch,Roll,Yaw);
//mpu6050_send_data(Ax,Ay,Az,Gx,Gy,Gz);//用自定义帧发送加速度和陀螺仪原始数据
//usart1_report_imu(Ax,Ay,Az,Gx,Gy,Gz,(int)(Roll*100),(int)(Pitch*100),(int)(Yaw*10));
LED_Control(Pitch,Roll); //判断Pitch,Roll的值，从而判别陀螺仪向偏向哪边
FM_Control(Ax,Ay); //判断Ax,Ay的值，从而判别陀螺仪往哪个方向加速，控制蜂鸣器的响停
delay_ms(500);
}
}
}
sys.h部分
#ifndef __SYS_H
#define __SYS_H
#include "stm32f4xx.h"
//IO口操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr & 0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
//IO口地址映射
#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+20) //0x40020014
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+20) //0x40020414
#define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+20) //0x40020814
#define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+20) //0x40020C14
#define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+20) //0x40021014
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+20) //0x40021414
#define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+20) //0x40021814
#define GPIOH_ODR_Addr (GPIOH_BASE+20) //0x40021C14
#define GPIOI_ODR_Addr (GPIOI_BASE+20) //0x40022014
#define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+16) //0x40020010
#define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+16) //0x40020410
#define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+16) //0x40020810
#define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+16) //0x40020C10
#define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+16) //0x40021010
#define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+16) //0x40021410
#define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+16) //0x40021810
#define GPIOH_IDR_Addr (GPIOH_BASE+16) //0x40021C10
#define GPIOI_IDR_Addr (GPIOI_BASE+16) //0x40022010
//STM32中 对寄存器的访问 是不能单独访问寄存器的单个bit 只能以32bit地址访问寄存器
//这些位为只写形式，只能在字(word)--4byte、半字2byte 或字节模式下访问
//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出
#define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入
#define PBout(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出
#define PBin(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入
#define PCout(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //输出
#define PCin(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //输入
#define PDout(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //输出
#define PDin(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //输入
#define PEout(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //输出
#define PEin(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //输入
#define PFout(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出
#define PFin(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入
#define PGout(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //输出
#define PGin(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //输入
#define PHout(n) BIT_ADDR(GPIOH_ODR_Addr,n) //输出
#define PHin(n) BIT_ADDR(GPIOH_IDR_Addr,n) //输入
#define PIout(n) BIT_ADDR(GPIOI_ODR_Addr,n) //输出
#define PIin(n) BIT_ADDR(GPIOI_IDR_Addr,n) //输入
#endif
led.h部分
#ifndef _LED_H_
#define _LED_H_
#include <stm32f4xx.h>
#include "sys.h"
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include "uart.h"
#include "tim.h"
void LED_Init(void);
void LED_Control(float a,float b); //判断Pitch,Roll的值，从而判别陀螺仪偏向哪边，控制LED灯的亮灭
void FM_Control(short x,short y); //判断Ax,Ay的值，从而判别陀螺仪往哪个方向加速，控制蜂鸣器的响停
#endif
led.c部分
#include "led.h"
short flag1,flag2;
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef aaa;
//1、先开启对应用到的模块时钟节拍
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE);//PE组时钟
//2、可以初始化配置GPIO F组的8、9、10号引脚
aaa.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_8;
aaa.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//输出模式
aaa.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed;//快速 点灯和引脚速度无关
aaa.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
aaa.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//内部上拉
GPIO_Init(GPIOF,&aaa);
aaa.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14;
GPIO_Init(GPIOE,&aaa);
//初始化完成 灭掉4盏灯
PFout(9) = 1;
PFout(10) = 1;
PEout(13) = 1;
PEout(14) = 1;
}
void LED_Control(float a,float b) //判断Pitch,Roll的值，从而判别陀螺仪偏向哪边，控制LED灯的亮灭
{
if(fabs(a) > fabs(b) && fabs(a) > 2) //Pitch值大于Roll值（控制左右）
{
if(a > 0) //Pitch值大于0，偏左
{
PFout(9) = 0;
PFout(10) = 1;
PEout(13) = 1;
PEout(14) = 1;
printf("左倾！\r\n");
}
if(a < 0) //Pitch值小于0，偏右
{
PFout(10) = 0;
PFout(9) = 1;
PEout(13) = 1;
PEout(14) = 1;
printf("右倾！\r\n");
}
}
else if(fabs(b) > fabs(a) && fabs(b) > 2) //Roll值大于Pitch值（控制前后）
{
if(b > 0) //Roll值大于0，低头
{
PEout(13) = 0;
PFout(9) = 1;
PFout(10) = 1;
PEout(14) = 1;
printf("低头！\r\n");
}
if(b < 0) //Roll值小于0，抬头
{
PEout(14) = 0;
PFout(9) = 1;
PFout(10) = 1;
PEout(13) = 1;
printf("抬头！\r\n");
}
}
else //不属于以上的情况，就是平衡状态
{
PFout(9) = 1;
PFout(10) = 1;
PEout(13) = 1;
PEout(14) = 1;
printf("平衡状态！\r\n");
}
}
void FM_Control(short x,short y) //判断Ax,Ay的值，从而判别陀螺仪往哪个方向加速，控制蜂鸣器的响停
{
if(abs(x) > 2000) //如果某次Ax的值大于2000
{
flag1 = 0 ; //x轴的标志位置0
}
if(flag1 == 0) //紧接判断下次读取Ax的值
{
if(2000 - abs(x) > 1000 ) //连续两次的Ax值的差大于1000(突然减速)
{
TIM_Init(85); //控制蜂鸣器音量（0-99），数值越大音量越低
flag1 = 1; //x轴的标志位置1
}
}
if(abs(y) > 2000) //如果某次Ay的值大于2000
{
flag2 = 0 ; //y轴的标志位置0
}
if(flag2 == 0) //紧接判断下次读取Ay的值
{
if(2000 - abs(y) > 1000 ) //连续两次的Ay值的差大于1000(突然减速)
{
TIM_Init(85); //控制蜂鸣器音量（0-99），数值越大音量越低
flag2 = 1; //y轴的标志位置1
}
}
}
uart.h部分
#ifndef __UART_H_
#define __UART_H_
#include <stm32f4xx.h>
#include "sys.h"
#include <stdio.h>
extern char USART1_ReciveArry[50];
extern char Recive_flag;
void USART1_Init(void);
#endif
uart.c部分
#include "uart.h"
//重定向 c 库函数 printf 到串口，重定向后可使用 printf 函数 记得勾选 USE MiroLib
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* 发送一个字节数据到串口 */
USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch); //程序开始时，会发送一次数据，ch是系统分配的（可能是0），串口会显示大概两个空格的内容
/* 等待发送完毕 */
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return (ch);
}
void USART1_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIOInit_Struct;
USART_InitTypeDef USARTInit_Struct;
NVIC_InitTypeDef UARTNVIC_Struct;
//1、使能时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
//2、初始化对应的IO引脚复用为USART1功能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIOInit_Struct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
GPIOInit_Struct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用模式 需要全参数设置 输入和模拟模式不需要设置 输出类型和引脚速度
GPIOInit_Struct.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed;//快速
GPIOInit_Struct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIOInit_Struct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInit_Struct);
//将PA9 PA10复用为USART1功能
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_USART1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_USART1);
//3、USART1初始化
USARTInit_Struct.USART_BaudRate = 115200;
USARTInit_Struct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//8bit数据位
USARTInit_Struct.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验
USARTInit_Struct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1bit停止位
USARTInit_Struct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//收发模式
USARTInit_Struct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件控制流
USART_Init(USART1,&USARTInit_Struct);
//补充接收中断的开启 让中断帮我们去监测串口1接收标志位
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
UARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn ;// 37 stm32f4xx.h
UARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
UARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
UARTNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&UARTNVIC_Struct);
//4、开启串口
USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
TIM.h部分
#ifndef __TIM_H_
#define __TIM_H_
#include <stm32f4xx.h>
#include "sys.h"
#include "systick.h"
void TIM_Init(int FM);
#endif
TIM.c部分
#include "tim.h"
int sum = 0;
void TIM_Init(int FM)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIMInit_struct;
NVIC_InitTypeDef TIMNVIC_Struct;
//0、使能TIM2时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5,ENABLE);
//1、初始化定时器2模块
TIMInit_struct.TIM_Prescaler = 840-1; //84Mhz/840 = 100000Hz 0.01ms/脉冲
TIMInit_struct.TIM_Period = FM; //定时1s
TIMInit_struct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //递增模式
TIMInit_struct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //不分频
TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIMInit_struct);
TIMInit_struct.TIM_Period = 100-FM; //定时1s
TIM_TimeBaseInit(TIM5,&TIMInit_struct);
//2、开启定时器2的更新中断---确保定时一到能够通过中断机制报告给CPU
//让CPU快速执行对应的功能
TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update,ENABLE);
//3、NVIC中断管理
TIMNVIC_Struct.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;//stm32f4xx.h
TIMNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
TIMNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
TIMNVIC_Struct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&TIMNVIC_Struct);
TIMNVIC_Struct.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;//stm32f4xx.h
NVIC_Init(&TIMNVIC_Struct);
//4、开启对应定时器的计数器----启动定时器
TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);
TIM_Cmd(TIM5,ENABLE);
delay_ms(100);
TIM_Cmd(TIM4,DISABLE);
TIM_Cmd(TIM5,DISABLE);
}
void TIM4_IRQHandler(void)
{
//再次对相应的标志位进行判断
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update) == 1)
{
PFout(8) = 1;
//清除指定的中断标志位 Update
TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);
}
}
void TIM5_IRQHandler(void)
{
//再次对相应的标志位进行判断
if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_Update) == 1)
{
PFout(8) = 0;
//清除指定的中断标志位 Update
TIM_ClearITPendingBit(TIM5,TIM_IT_Update);
}
}
systick.h部分（精准延时）
#ifndef __SYSTICK_H_
#define __SYSTICK_H_
//头文件
#include "stm32f4xx.h"
//函数声明
void Systick_Init(void);
void delay_us(u32 nus);
void delay_ms(u32 nms);
void delay_s(u32 ns);
#endif
systick.c部分（精准延时）
#include "systick.h"
u8 my_us = 0;
u16 my_ms = 0;
//初始化滴答定时器
void Systick_Init(void)
{
//得到的Systick时钟 21MHZ
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
my_us = 21; //21
my_ms = 21000;
}
//微秒延时,nms最大值:798.915
void delay_us(u32 nus)
{
u32 temp = 0;
//往自动重装载除值寄存器写入延时nus SysTick->LOAD最大值0xFFFFFF
SysTick->LOAD = nus*my_us;
SysTick->VAL = 0x00;
SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启计数
do
{
//读控制寄存器
temp = SysTick->CTRL;
}while(!(temp & (1<<16)));
SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数
SysTick->VAL = 0x00;
}
//毫秒延时,nus最大值，nus最大值798915
void delay_ms(u32 nms)
{
u32 temp = 0;
//往自动重装载除值寄存器写入延时nus SysTick->LOAD最大值0xFFFFFF
SysTick->LOAD = nms*my_ms;
SysTick->VAL = 0x00;
SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启计数
do
{
//读控制寄存器
temp = SysTick->CTRL;
}while(!(temp & (1<<16)));
SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数
SysTick->VAL = 0x00;
}
//秒延时
void delay_s(u32 ns)
{
for(; ns>0; ns--)
{
delay_ms(500);
delay_ms(500);
}
}
IIC.h部分
#ifndef __IIC_H_
#define __IIC_H_
#include <stm32f4xx.h>
#include "sys.h"
#include "systick.h"
#define SDA_W PBout(9)
#define SDA_R PBin(9)
#define SCL PBout(8) //SCL固定由32控制 SCL一直为输出模式
void IIC_GPIOInit(void);
void IIC_SDAModeCH(GPIOMode_TypeDef SelectMode);
void IIC_Start(void);
void IIC_WriteByte(unsigned char Data);
unsigned char IIC_ReadByte(void);
void IIC_Stop(void);
char IIC_ReadAck(void);
void IIC_WriteAck(char Ack);
#endif
IIC.c部分
#include "iic.h"
//IIC用到引脚的初始化 这个初始化必须在主函数调用一次即可
void IIC_GPIOInit(void)
{
//对PB8、PB9一起先初始化一次
GPIO_InitTypeDef IIC;
//1、先开启对应用到的模块时钟节拍
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);
//2、可以初始化配置GPIO F组的8、9号引脚
IIC.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_8;
IIC.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; //输出模式
IIC.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed; //快速点灯和引脚速度无关
IIC.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出
IIC.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //内部上拉
GPIO_Init(GPIOB,&IIC);
SCL = 1;
SDA_W = 1;
}
//随时改变SDA ---PB9的模式
void IIC_SDAModeCH(GPIOMode_TypeDef SelectMode)
{
GPIO_InitTypeDef IIC;
//2、可以初始化配置GPIO F组的9号引脚
IIC.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
IIC.GPIO_Mode = SelectMode; //输出模式
IIC.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed; //快速点灯和引脚速度无关
IIC.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出
IIC.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //内部上拉
GPIO_Init(GPIOB,&IIC);
}
/*
起始信号函数
*/
void IIC_Start(void)
{
//先将SDA改为输出
IIC_SDAModeCH(GPIO_Mode_OUT);
SDA_W = 1;
SCL = 1; //保证开始前IIC处于空闲状态
delay_us(30);
SDA_W = 0; //SDA先拉低
delay_us(5);
SCL = 0; //SCL再拉低
}
//主机给从机写一个字节数据函数
void IIC_WriteByte(unsigned char Data)
{
int i;
IIC_SDAModeCH(GPIO_Mode_OUT); //先将SDA改为输出
SCL = 0;
for(i=0;i<8;i++)
{
delay_us(2);
SDA_W = (Data>>(7-i))&0x01; //高位先发
delay_us(3);
SCL = 1;
delay_us(5); //给接收方接收的时间
SCL = 0;
}
}
//主机从从机内读取一个字节数据函数 返回值为读取的8bit数据结果
unsigned char IIC_ReadByte(void)
{
int i;
unsigned char Data=0; //存方从从机读取的数据的容器
IIC_SDAModeCH(GPIO_Mode_IN); //先将SDA改为输入
SCL = 0;
for(i=0;i<8;i++)
{
delay_us(5); //主机正在等从机改变SDA
SCL = 1;
delay_us(2); //主机作为接收方在SCL高电平期间收
if(SDA_R)
Data |= (0x01<<(7-i)); //高位先收
delay_us(3);
SCL = 0;
}
return Data;
}
//主机发送的停止信号
void IIC_Stop(void)
{
IIC_SDAModeCH(GPIO_Mode_OUT); //先将SDA改为输出
SCL = 0;
SDA_W = 0;
delay_us(5);
SCL = 1;
delay_us(5);
SDA_W = 1; //SDA拉高
}
//主机读取从机发送的应答信号
char IIC_ReadAck(void)
{
IIC_SDAModeCH(GPIO_Mode_IN); //先将SDA改为输入
char ACK = 1;
SCL = 0;
delay_us(5); //主机正在等从机改变SDA
SCL = 1;
delay_us(2); //主机作为接收方在SCL高电平期间收
if(SDA_R)
ACK = 1;
else
ACK = 0;
delay_us(3);
SCL = 0;
return ACK;
}
//主机作为接收方 读取完从机的数据后 要发送应答信号给从机 你可以选择发送有应答还是无应答
void IIC_WriteAck(char Ack)
{
IIC_SDAModeCH(GPIO_Mode_OUT); //先将SDA改为输出
SCL = 0;
delay_us(2);
SDA_W = Ack;
delay_us(3);
SCL = 1;
delay_us(5);
SCL = 0; //SCL再拉高
}
inv_mpu.h部分
/*
$License:
Copyright (C) 2011-2012 InvenSense Corporation, All Rights Reserved.
See included License.txt for License information.
$
*/
/**
* @addtogroup DRIVERS Sensor Driver Layer
* @brief Hardware drivers to communicate with sensors via I2C.
*
* @{
* @file inv_mpu.h
* @brief An I2C-based driver for Invensense gyroscopes.
* @details This driver currently works for the following devices:
* MPU6050
* MPU6500
* MPU9150 (or MPU6050 w/ AK8975 on the auxiliary bus)
* MPU9250 (or MPU6500 w/ AK8963 on the auxiliary bus)
*/
#ifndef _INV_MPU_H_
#define _INV_MPU_H_
#include "stm32f4xx.h"
//定义输出速度
#define DEFAULT_MPU_HZ (100) //100Hz
#define INV_X_GYRO (0x40)
#define INV_Y_GYRO (0x20)
#define INV_Z_GYRO (0x10)
#define INV_XYZ_GYRO (INV_X_GYRO | INV_Y_GYRO | INV_Z_GYRO)
#define INV_XYZ_ACCEL (0x08)
#define INV_XYZ_COMPASS (0x01)
//移植官方MSP430 DMP驱动过来
struct int_param_s {
//#if defined EMPL_TARGET_MSP430 || defined MOTION_DRIVER_TARGET_MSP430
void (*cb)(void);
unsigned short pin;
unsigned char lp_exit;
unsigned char active_low;
//#elif defined EMPL_TARGET_UC3L0
// unsigned long pin;
// void (*cb)(volatile void*);
// void *arg;
//#endif
};
#define MPU_INT_STATUS_DATA_READY (0x0001)
#define MPU_INT_STATUS_DMP (0x0002)
#define MPU_INT_STATUS_PLL_READY (0x0004)
#define MPU_INT_STATUS_I2C_MST (0x0008)
#define MPU_INT_STATUS_FIFO_OVERFLOW (0x0010)
#define MPU_INT_STATUS_ZMOT (0x0020)
#define MPU_INT_STATUS_MOT (0x0040)
#define MPU_INT_STATUS_FREE_FALL (0x0080)
#define MPU_INT_STATUS_DMP_0 (0x0100)
#define MPU_INT_STATUS_DMP_1 (0x0200)
#define MPU_INT_STATUS_DMP_2 (0x0400)
#define MPU_INT_STATUS_DMP_3 (0x0800)
#define MPU_INT_STATUS_DMP_4 (0x1000)
#define MPU_INT_STATUS_DMP_5 (0x2000)
/* Set up APIs */
int mpu_init(void);
int mpu_init_slave(void);
int mpu_set_bypass(unsigned char bypass_on);
/* Configuration APIs */
int mpu_lp_accel_mode(unsigned char rate);
int mpu_lp_motion_interrupt(unsigned short thresh, unsigned char time,
unsigned char lpa_freq);
int mpu_set_int_level(unsigned char active_low);
int mpu_set_int_latched(unsigned char enable);
int mpu_set_dmp_state(unsigned char enable);
int mpu_get_dmp_state(unsigned char *enabled);
int mpu_get_lpf(unsigned short *lpf);
int mpu_set_lpf(unsigned short lpf);
int mpu_get_gyro_fsr(unsigned short *fsr);
int mpu_set_gyro_fsr(unsigned short fsr);
int mpu_get_accel_fsr(unsigned char *fsr);
int mpu_set_accel_fsr(unsigned char fsr);
int mpu_get_compass_fsr(unsigned short *fsr);
int mpu_get_gyro_sens(float *sens);
int mpu_get_accel_sens(unsigned short *sens);
int mpu_get_sample_rate(unsigned short *rate);
int mpu_set_sample_rate(unsigned short rate);
int mpu_get_compass_sample_rate(unsigned short *rate);
int mpu_set_compass_sample_rate(unsigned short rate);
int mpu_get_fifo_config(unsigned char *sensors);
int mpu_configure_fifo(unsigned char sensors);
int mpu_get_power_state(unsigned char *power_on);
int mpu_set_sensors(unsigned char sensors);
int mpu_set_accel_bias(const long *accel_bias);
/* Data getter/setter APIs */
int mpu_get_gyro_reg(short *data, unsigned long *timestamp);
int mpu_get_accel_reg(short *data, unsigned long *timestamp);
int mpu_get_compass_reg(short *data, unsigned long *timestamp);
int mpu_get_temperature(long *data, unsigned long *timestamp);
int mpu_get_int_status(short *status);
int mpu_read_fifo(short *gyro, short *accel, unsigned long *timestamp,
unsigned char *sensors, unsigned char *more);
int mpu_read_fifo_stream(unsigned short length, unsigned char *data,
unsigned char *more);
int mpu_reset_fifo(void);
int mpu_write_mem(unsigned short mem_addr, unsigned short length,
unsigned char *data);
int mpu_read_mem(unsigned short mem_addr, unsigned short length,
unsigned char *data);
int mpu_load_firmware(unsigned short length, const unsigned char *firmware,
unsigned short start_addr, unsigned short sample_rate);
int mpu_reg_dump(void);
int mpu_read_reg(unsigned char reg, unsigned char *data);
int mpu_run_self_test(long *gyro, long *accel);
int mpu_register_tap_cb(void (*func)(unsigned char, unsigned char));
//自行添加的一些函数
void mget_ms(unsigned long *time);
unsigned short inv_row_2_scale(const signed char *row);
unsigned short inv_orientation_matrix_to_scalar(const signed char *mtx);
u8 run_self_test(void);
u8 mpu_dmp_init(void);
u8 mpu_dmp_get_data(float *pitch,float *roll,float *yaw);
#endif /* #ifndef _INV_MPU_H_ */
mpu6050.h部分
#ifndef __MPU6050_H_
#define __MPU6050_H_
#include <stm32f4xx.h>
#include "iic.h"
//#define MPU_ACCEL_OFFS_REG 0X06 //accel_offs寄存器,可读取版本号,寄存器手册未提到
//#define MPU_PROD_ID_REG 0X0C //prod id寄存器,在寄存器手册未提到
#define MPU_SELF_TESTX_REG 0X0D //自检寄存器X
#define MPU_SELF_TESTY_REG 0X0E //自检寄存器Y
#define MPU_SELF_TESTZ_REG 0X0F //自检寄存器Z
#define MPU_SELF_TESTA_REG 0X10 //自检寄存器A
#define MPU_SAMPLE_RATE_REG 0X19 //采样频率分频器
#define MPU_CFG_REG 0X1A //配置寄存器
#define MPU_GYRO_CFG_REG 0X1B //陀螺仪配置寄存器
#define MPU_ACCEL_CFG_REG 0X1C //加速度计配置寄存器
#define MPU_MOTION_DET_REG 0X1F //运动检测阀值设置寄存器
#define MPU_FIFO_EN_REG 0X23 //FIFO使能寄存器
#define MPU_I2CMST_CTRL_REG 0X24 //IIC主机控制寄存器
#define MPU_I2CSLV0_ADDR_REG 0X25 //IIC从机0器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV0_REG 0X26 //IIC从机0数据地址寄存器
#define MPU_I2CSLV0_CTRL_REG 0X27 //IIC从机0控制寄存器
#define MPU_I2CSLV1_ADDR_REG 0X28 //IIC从机1器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV1_REG 0X29 //IIC从机1数据地址寄存器
#define MPU_I2CSLV1_CTRL_REG 0X2A //IIC从机1控制寄存器
#define MPU_I2CSLV2_ADDR_REG 0X2B //IIC从机2器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV2_REG 0X2C //IIC从机2数据地址寄存器
#define MPU_I2CSLV2_CTRL_REG 0X2D //IIC从机2控制寄存器
#define MPU_I2CSLV3_ADDR_REG 0X2E //IIC从机3器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV3_REG 0X2F //IIC从机3数据地址寄存器
#define MPU_I2CSLV3_CTRL_REG 0X30 //IIC从机3控制寄存器
#define MPU_I2CSLV4_ADDR_REG 0X31 //IIC从机4器件地址寄存器
#define MPU_I2CSLV4_REG 0X32 //IIC从机4数据地址寄存器
#define MPU_I2CSLV4_DO_REG 0X33 //IIC从机4写数据寄存器
#define MPU_I2CSLV4_CTRL_REG 0X34 //IIC从机4控制寄存器
#define MPU_I2CSLV4_DI_REG 0X35 //IIC从机4读数据寄存器
#define MPU_I2CMST_STA_REG 0X36 //IIC主机状态寄存器
#define MPU_INTBP_CFG_REG 0X37 //中断/旁路设置寄存器
#define MPU_INT_EN_REG 0X38 //中断使能寄存器
#define MPU_INT_STA_REG 0X3A //中断状态寄存器
#define MPU_ACCEL_XOUTH_REG 0X3B //加速度值,X轴高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_XOUTL_REG 0X3C //加速度值,X轴低8位寄存器
#define MPU_ACCEL_YOUTH_REG 0X3D //加速度值,Y轴高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_YOUTL_REG 0X3E //加速度值,Y轴低8位寄存器
#define MPU_ACCEL_ZOUTH_REG 0X3F //加速度值,Z轴高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_ZOUTL_REG 0X40 //加速度值,Z轴低8位寄存器
#define MPU_TEMP_OUTH_REG 0X41 //温度值高八位寄存器
#define MPU_TEMP_OUTL_REG 0X42 //温度值低8位寄存器
#define MPU_GYRO_XOUTH_REG 0X43 //陀螺仪值,X轴高8位寄存器
#define MPU_GYRO_XOUTL_REG 0X44 //陀螺仪值,X轴低8位寄存器
#define MPU_GYRO_YOUTH_REG 0X45 //陀螺仪值,Y轴高8位寄存器
#define MPU_GYRO_YOUTL_REG 0X46 //陀螺仪值,Y轴低8位寄存器
#define MPU_GYRO_ZOUTH_REG 0X47 //陀螺仪值,Z轴高8位寄存器
#define MPU_GYRO_ZOUTL_REG 0X48 //陀螺仪值,Z轴低8位寄存器
#define MPU_I2CSLV0_DO_REG 0X63 //IIC从机0数据寄存器
#define MPU_I2CSLV1_DO_REG 0X64 //IIC从机1数据寄存器
#define MPU_I2CSLV2_DO_REG 0X65 //IIC从机2数据寄存器
#define MPU_I2CSLV3_DO_REG 0X66 //IIC从机3数据寄存器
#define MPU_I2CMST_DELAY_REG 0X67 //IIC主机延时管理寄存器
#define MPU_SIGPATH_RST_REG 0X68 //信号通道复位寄存器
#define MPU_MDETECT_CTRL_REG 0X69 //运动检测控制寄存器
#define MPU_USER_CTRL_REG 0X6A //用户控制寄存器
#define MPU_PWR_MGMT1_REG 0X6B //电源管理寄存器1
#define MPU_PWR_MGMT2_REG 0X6C //电源管理寄存器2
#define MPU_FIFO_CNTH_REG 0X72 //FIFO计数寄存器高八位
#define MPU_FIFO_CNTL_REG 0X73 //FIFO计数寄存器低八位
#define MPU_FIFO_RW_REG 0X74 //FIFO读写寄存器
#define MPU_DEVICE_ID_REG 0X75 //器件ID寄存器
//函数声明
u8 MPU_Init(void);
short MPU_Get_Temperature(void);
u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz);
u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az);
u8 MPU6050_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf);
u8 MPU6050_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf);
//使用串口1 根据匿名四轴上位机软件的通信协议 发送对应MPU6050的数据上去显示
void mpu6050_send_data(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz);
void usart1_report_imu(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz,short roll,short pitch,short yaw);
#endif
mpu6050.c部分
#include "mpu6050.h"
#define MPU_AddrW 0xD0 //0x68 01101 000(w/r)
#define MPU_AddrR 0xD1 //
//以下部分代参考了正点原子
int MPU6050_WriteByte(u8 Addr ,u8 Data)
{
IIC_Start();
IIC_WriteByte(MPU_AddrW);//写入期间地址 确定操作哪个IIC从设备
if(1 == IIC_ReadAck())
{
IIC_Stop();
return -1;
}
IIC_WriteByte(Addr);//写入你要存在AT24C02哪个字节空间
if(1 == IIC_ReadAck())
{
IIC_Stop();
return -2;
}
IIC_WriteByte(Data);
if(1 == IIC_ReadAck())
{
IIC_Stop();
return -3;
}
IIC_Stop();
return 0;
}
u8 MPU6050_ReadByte(u8 Addr)
{
u8 Data=0;
IIC_Start();
IIC_WriteByte(MPU_AddrW);
if(1 == IIC_ReadAck())
{
IIC_Stop();
return -1;
}
IIC_WriteByte(Addr);
if(1 == IIC_ReadAck())
{
IIC_Stop();
return -2;
}
//重新开始
IIC_Start();
IIC_WriteByte(MPU_AddrR);//切换为发送读模式器件地址
if(1 == IIC_ReadAck())
{
IIC_Stop();
return -3;
}
Data = IIC_ReadByte();
IIC_WriteAck(1);//主机发送无应答信号给从机 读取完一个即可
IIC_Stop();
return Data;
}
//IIC连续读
//addr:器件地址
//reg:要读取的寄存器地址
//len:要读取的长度
//buf:读取到的数据存储区
//返回值:0,正常
// 其他,错误代码
u8 MPU6050_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
IIC_Start();
IIC_WriteByte((addr<<1)|0x00);//发送器件地址+写命令
if(IIC_ReadAck()) //等待应答
{
IIC_Stop();
return 1;
}
IIC_WriteByte(reg); //写寄存器地址
IIC_ReadAck(); //等待应答
IIC_Start();
IIC_WriteByte((addr<<1)|0x01);//发送器件地址+读命令
IIC_ReadAck(); //等待应答
while(len)
{
*buf=IIC_ReadByte();
if(len==1)
{
IIC_WriteAck(1);//读最后一个字节数据,发送nACK
break;
}
IIC_WriteAck(0);//Ack
len--;
buf++;
}
IIC_Stop(); //产生一个停止条件
return 0;
}
//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 MPU6050_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
u8 i;
IIC_Start();
IIC_WriteByte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
if(IIC_ReadAck()) //等待应答
{
IIC_Stop();
return 1;
}
IIC_WriteByte(reg); //写寄存器地址
IIC_ReadAck(); //等待应答
for(i=0;i<len;i++)
{
IIC_WriteByte(buf[i]); //发送数据
if(IIC_ReadAck()) //等待ACK
{
IIC_Stop();
return 1;
}
}
IIC_Stop();
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 MPU6050_WriteByte(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 MPU6050_WriteByte(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=3;
else if(lpf>=20)data=4;
else if(lpf>=10)data=5;
else data=6;
return MPU6050_WriteByte(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=MPU6050_WriteByte(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
}
//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
MPU6050_WriteByte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80); //复位MPU6050
delay_ms(100);
MPU6050_WriteByte(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
MPU6050_WriteByte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //关闭所有中断
MPU6050_WriteByte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00); //I2C主模式关闭
MPU6050_WriteByte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00); //关闭FIFO
MPU6050_WriteByte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80); //INT引脚低电平有效
res=MPU6050_ReadByte(MPU_DEVICE_ID_REG);
if(res== 0x68)//器件ID正确 0x68 <<1 | w/r 011010 00 (w/r)
{
MPU6050_WriteByte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01); //设置CLKSEL,PLL X轴为参考
MPU6050_WriteByte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00); //加速度与陀螺仪都工作
MPU_Set_Rate(50); //设置采样率为50Hz
}else return 1;
return 0;
}
//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;
MPU6050_Read_Len(0x68,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=MPU6050_Read_Len(0x68,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)
//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_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
{
u8 buf[6],res;
res=MPU6050_Read_Len(0x68,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;;
}
//串口1发送1个字符
//c:要发送的字符
void usart1_send_char(u8 c)
{
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET)
{}
USART_SendData(USART1,c);
}
//传送数据给匿名四轴上位机软件(V2.6版本)
//fun:功能字. 0XA0~0XAF
//data:数据缓存区,最多28字节!!
//len:data区有效数据个数
void usart1_niming_report(u8 fun,u8*data,u8 len)
{
u8 send_buf[32];
u8 i;
if(len>28)return; //最多28字节数据
send_buf[len+3]=0; //校验数置零
send_buf[0]=0X88; //帧头
send_buf[1]=fun; //功能字
send_buf[2]=len; //数据长度
for(i=0;i<len;i++)send_buf[3+i]=data[i]; //复制数据
for(i=0;i<len+3;i++)send_buf[len+3]+=send_buf[i]; //计算校验和
for(i=0;i<len+4;i++)usart1_send_char(send_buf[i]); //发送数据到串口1
}
//发送加速度传感器数据和陀螺仪数据
//aacx,aacy,aacz:x,y,z三个方向上面的加速度值
//gyrox,gyroy,gyroz:x,y,z三个方向上面的陀螺仪值
void mpu6050_send_data(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz)
{
u8 tbuf[12];
tbuf[0]=(aacx>>8)&0XFF;
tbuf[1]=aacx&0XFF;
tbuf[2]=(aacy>>8)&0XFF;
tbuf[3]=aacy&0XFF;
tbuf[4]=(aacz>>8)&0XFF;
tbuf[5]=aacz&0XFF;
tbuf[6]=(gyrox>>8)&0XFF;
tbuf[7]=gyrox&0XFF;
tbuf[8]=(gyroy>>8)&0XFF;
tbuf[9]=gyroy&0XFF;
tbuf[10]=(gyroz>>8)&0XFF;
tbuf[11]=gyroz&0XFF;
usart1_niming_report(0XA1,tbuf,12);//自定义帧,0XA1
}
//通过串口1上报结算后的姿态数据给电脑
//aacx,aacy,aacz:x,y,z三个方向上面的加速度值
//gyrox,gyroy,gyroz:x,y,z三个方向上面的陀螺仪值
//roll:横滚角.单位0.01度。 -18000 -> 18000 对应 -180.00 -> 180.00度
//pitch:俯仰角.单位 0.01度。-9000 - 9000 对应 -90.00 -> 90.00 度
//yaw:航向角.单位为0.1度 0 -> 3600 对应 0 -> 360.0度
void usart1_report_imu(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz,short roll,short pitch,short yaw)
{
u8 tbuf[28];
u8 i;
for(i=0;i<28;i++)tbuf[i]=0;//清0
tbuf[0]=(aacx>>8)&0XFF;
tbuf[1]=aacx&0XFF;
tbuf[2]=(aacy>>8)&0XFF;
tbuf[3]=aacy&0XFF;
tbuf[4]=(aacz>>8)&0XFF;
tbuf[5]=aacz&0XFF;
tbuf[6]=(gyrox>>8)&0XFF;
tbuf[7]=gyrox&0XFF;
tbuf[8]=(gyroy>>8)&0XFF;
tbuf[9]=gyroy&0XFF;
tbuf[10]=(gyroz>>8)&0XFF;
tbuf[11]=gyroz&0XFF;
tbuf[18]=(roll>>8)&0XFF;
tbuf[19]=roll&0XFF;
tbuf[20]=(pitch>>8)&0XFF;
tbuf[21]=pitch&0XFF;
tbuf[22]=(yaw>>8)&0XFF;
tbuf[23]=yaw&0XFF;
usart1_niming_report(0XAF,tbuf,28);//飞控显示帧,0XAF
}
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