利用stm32f4单片机的mpu6050六轴加速度传感器

只看该作者 · 2022-4-30 12:26

然后再看 MPU_Get_Temperature、 MPU_Get_Gyroscope 和 MPU_Get_Accelerometer 等三个
函数，源码如下：

只看该作者 · 2022-4-30 12:28

//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;

MPU_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=MPU_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)

//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=MPU_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;;

}

只看该作者 · 2022-4-30 12:29

其中 MPU_Get_Temperature 用于获取 MPU6050 自带温度传感器的温度值，然后MPU_Get_Gyroscope 和 MPU_Get_Accelerometer 分别用于读取陀螺仪和加速度传感器的原始数据。

只看该作者 · 2022-4-30 12:29

最后看 MPU_Write_Len 和 MPU_Read_Len 这两个函数，代码如下
//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 MPU_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()){IIC_Stop();return 1;}//等待应答
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()) {IIC_Stop();return 1;}//等待 ACK
}
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 MPU_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()){ IIC_Stop();return 1; } //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((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++;
}
IC_Stop(); //产生一个停止条件
return 0;
}

只看该作者 · 2022-4-30 12:30

MPU_Write_Len 用于指定器件和地址，连续写数据，可用于实现 DMP 部分的： i2c_write函数。而 MPU_Read_Len 用于指定器件和地址，连续读数据，可用于实现 DMP 部分的： i2c_read函数。 DMP 移植部分的 4 个函数，这里就实现了 2 个，剩下的 delay_ms 就直接采用我们 delay.c里面的 delay_ms 实现， get_ms 则直接提供一个空函数即可。

只看该作者 · 2022-4-30 12:31

关于 mpu6050.c 就介绍到这。

最后看看 main.c 代码如下：

复制

//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],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

}

int main(void)

{

u8 t=0,report=1; //默认开启上报

u8 key;

float pitch,roll,yaw; //欧拉角

short aacx,aacy,aacz; //加速度传感器原始数据

short gyrox,gyroy,gyroz;//陀螺仪原始数据

short temp; //温度

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组 2

delay_init(168); //初始化延时函数

uart_init(500000); //初始化串口波特率为 500000

LED_Init(); //初始化 LED

KEY_Init(); //初始化按键

LCD_Init(); //LCD 初始化

MPU_Init(); //初始化 MPU6050

POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色

LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");

LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"MPU6050 TEST");

LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");

LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2014/5/9");

while(mpu_dmp_init())

{ LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"MPU6050 Error"); delay_ms(200);

LCD_Fill(30,130,239,130+16,WHITE); delay_ms(200);

}

LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"MPU6050 OK");

LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"KEY0:UPLOAD ON/OFF");

POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色

LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"UPLOAD ON ");

LCD_ShowString(30,200,200,16,16," Temp: . C");

LCD_ShowString(30,220,200,16,16,"Pitch: . C");

LCD_ShowString(30,240,200,16,16," Roll: . C");

LCD_ShowString(30,260,200,16,16," Yaw : . C");

while(1)

{

key=KEY_Scan(0);

if(key==KEY0_PRES)

{

report=!report;

if(report)LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"UPLOAD ON ");

else LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"UPLOAD OFF");

}

if(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)==0)

{

temp=MPU_Get_Temperature(); //得到温度值

MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz); //得到加速度传感器数据

MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz); //得到陀螺仪数据

if(report)mpu6050_send_data(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz);

//用自定义帧发送加速度和陀螺仪原始数据

if(report)usart1_report_imu(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz,(int)(roll*100),

(int)(pitch*100),(int)(yaw*10));

if((t%10)==0)

{

if(temp<0)

{

LCD_ShowChar(30+48,200,'-',16,0); //显示负号

temp=-temp; //转为正数

}else LCD_ShowChar(30+48,200,' ',16,0); //去掉负号

LCD_ShowNum(30+48+8,200,temp/100,3,16); //显示整数部分

LCD_ShowNum(30+48+40,200,temp%10,1,16); //显示小数部分

temp=pitch*10;

if(temp<0)

{

LCD_ShowChar(30+48,220,'-',16,0); //显示负号

temp=-temp; //转为正数

}else LCD_ShowChar(30+48,220,' ',16,0); //去掉负号

LCD_ShowNum(30+48+8,220,temp/10,3,16); //显示整数部分

LCD_ShowNum(30+48+40,220,temp%10,1,16); //显示小数部分

temp=roll*10;

if(temp<0)

{

LCD_ShowChar(30+48,240,'-',16,0); //显示负号

temp=-temp; //转为正数

}else LCD_ShowChar(30+48,240,' ',16,0); //去掉负号

LCD_ShowNum(30+48+8,240,temp/10,3,16); //显示整数部分

LCD_ShowNum(30+48+40,240,temp%10,1,16); //显示小数部分

temp=yaw*10;

if(temp<0)

{

LCD_ShowChar(30+48,260,'-',16,0); //显示负号

temp=-temp; //转为正数

}else LCD_ShowChar(30+48,260,' ',16,0); //去掉负号

LCD_ShowNum(30+48+8,260,temp/10,3,16); //显示整数部分

LCD_ShowNum(30+48+40,260,temp%10,1,16); //显示小数部分

t=0; LED0=!LED0;//LED 闪烁

}

}

t++;

}

}

只看该作者 · 2022-4-30 12:32

复制

此部分代码除了 main 函数，还有几个函数，用于上报数据给上位机软件，利用上位机软件显示传感器波形，以及 3D 姿态显示，有助于更好的调试 MPU6050。上位机软件推荐使用： ANO_Tech匿名四轴上位机_V2.6.exe。 usart1_niming_report 函数用于将数据打包、计算校验和，然后上报给匿名四轴上位机软件。mpu6050_send_data 函数用于上报加速度和陀螺仪的原始数据，可用于波形显示传感器数据，通过 A1 自定义帧发送。而 usart1_report_imu 函数，则用于上报飞控显示帧，可以实时 3D 显示

MPU6050 的姿态，传感器数据等。

只看该作者 · 2022-4-30 12:33

这里， main 函数是比较简单的，大家看代码即可，不过需要注意的是，为了高速上传数据，
这里将串口 1 的波特率设置为 500Kbps 了，测试的时候要注意下。

只看该作者 · 2022-4-30 12:34

最后，将 MPU_Write_Byte、 MPU_Read_Byte 和 MPU_Get_Temperature 等三个函数加入 USMART 控制，这样，我们就可以通过串口调试助手，改写和读取 MPU6050 的寄存器数据了，并可以读取温度传感器的值，方便大家调试（注意在 USMART 调试的时候，最好通过按KEY0，先关闭数据上传功能，否则会受到很多乱码，妨碍调试）。
至此，我们的软件设计部分就结束了。