STM32 使用DMP库处理MPU6050数据

只看该作者 · 2022-5-28 19:48

1、实验分析
MPU6050包含一个三轴陀螺仪，三轴加速度计，并且可以通过AUX_CL和AUX_DA再扩展一个磁力计，内部设有一个可扩展的数字运动处理器DMP，可以将欧拉角以四元数的形式输出。本次实验我们使用DMP库对MPU6050初始化并

只看该作者 · 2022-5-28 19:49

2、实验前准备
使用DMP库需要在MPU官方下载固件并将下面六个导入工程

并且在固件库中需要进行一定的设定。

只看该作者 · 2022-5-28 19:50

在inv_mpu.c文件中预留有调用文件的接口，需要我们提前设定一下
首先

复制

#define MPU6050 //定义我们使用的传感器为MPU6050

#define MOTION_DRIVER_TARGET_MSP430 //定义驱动部分,采用MSP430的驱动(移植到STM32F1)

只看该作者 · 2022-5-28 19:51

其次
要对接接口函数
/* The following functions must be defined for this platform:
1. i2c_write(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr,
2.    unsigned char length, unsigned char const *data)
3. i2c_read(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr,
4.    unsigned char length, unsigned char *data)
5. delay_ms(unsigned long num_ms)
6. get_ms(unsigned long *count)
7. reg_int_cb(void (*cb)(void), unsigned char port, unsigned char pin)
8. labs(long x)
9. fabsf(float x)
10. min(int a, int b)
*/
#define i2c_write MPU_Write_Len
#define i2c_read MPU_Read_Len
#define delay_ms delay_ms
#define get_ms    mget_ms
#define log_i printf //打印信息
#define log_e    printf //打印信息

只看该作者 · 2022-5-28 19:52

按照官方注释的要求，接口函数的入口参数必须按照要求对齐，否则将无法使用DMP库函数。

只看该作者 · 2022-5-28 19:52

3、实验分析
上一次我们编写了软模拟IIC的程序，本次需要增加IIC连续写和连续读，这样我们才可以直接操作MPU中的寄存器。

只看该作者 · 2022-5-28 19:53

操作步骤：
IIC初始化-》MPU的初始化-》DMP库初始化-》使用库函数读取数据
（1）MPU初试步骤

设置AD0引脚电平（低电平，从机地址为0x68；高电平，从机地址为0x69）
IIC初始化
复位从机，唤醒从机
设置陀螺仪、加速度计、设置采样速率
关闭所有中断、IIC主模式关闭、关闭FIFO
设置INT引脚低电平有效
判断从机地址是否正确
设置正方向
使能陀螺仪和加速度计

只看该作者 · 2022-5-28 19:54

4、MPU6050寄存器分析
1、自检寄存器

MPU自检寄存器，会产生自检反馈：STR=Gyroscope Output with Self Test Enabled — Gyroscope Output with Self Test Disabled。可以判断自检成功or失败

只看该作者 · 2022-5-28 19:54

2、采样频率分频器

传感器寄存器输出， FITO 输出， DMP 采样， Motion 检测， Zero Motion 检测和 Free Fall检测都基于这个采样频率。

只看该作者 · 2022-5-28 19:55

采样频率=陀螺仪输出频率/（ 1+SMPLRT_DIV）
陀螺仪的输出频率是1KHz或者8KHz，与数字低通滤波器（DLPF）有关，当DLPF_CFG=0/7时，频率为8K，其他为1K，而且 DLPF 滤波频率一般设置为采样率的一半。采样率，我们假定设置为 50Hz，那么SMPLRT_DIV=1000/50-1=19。

只看该作者 · 2022-5-28 19:56

3、陀螺仪配置寄存器

这个寄存器我们只需要设置FS_SEL位，用于设置陀螺仪满量程范围：0，±250°/s；1，±500°/s；2，±1000°/s；3，±2000°/s
陀螺仪为16位的ADC，所以灵敏度可以达到65536/4000=16.4LSB/(° /S)。

只看该作者 · 2022-5-28 19:56

4、加速度计配置寄存器

和陀螺仪一样，只需要设置AFS_SEL位，0，±2g； 1，±4g； 2，±8g； 3，±16g；我们一般设置为 0，即±2g，因为加速度传感器的 ADC,也是 16 位，所以得到灵敏度为： 65536/4=16384LSB/g。

只看该作者 · 2022-5-28 19:58

5、FIFO使能寄存器

该寄存器用于控制 FIFO 使能，在简单读取传感器数据的时候，可以不用 FIFO，设置对应位为 0 即可禁止 FIFO，设置为 1，则使能 FIFO。注意加速度传感器的 3 个轴，全由 1 个位（ACCEL_FIFO_EN）控制，只要该位置 1，则加速度传感器的三个通道都开启 FIFO。

只看该作者 · 2022-5-28 19:59

6、配置寄存器

只看该作者 · 2022-5-28 20:00

这里的DLPF_CFG位就是数字低通滤波器的设置位

只看该作者 · 2022-5-28 20:01

一般我们设置角速度传感器的带宽为其采样率的一半，比如前面设置的采样率为100Hz，那么带宽就应该设置50Hz，取表中角速度近似值42Hz，就应该设置DLPF_CFG=011;

只看该作者 · 2022-5-28 20:02

7、电源管理寄存器1

DEVICE_RESET 位用来控制复位，设置为 1，复位 MPU6050，复位结束后， MPU硬件自动清零该位。
SLEEEP 位用于控制 MPU6050 的工作模式，复位后，该位为 1，即进入了睡眠模式（低功耗），所以我们要清零该位，以进入正常工作模式。
TEMP_DIS 用于设置是否使能温度传感器，设置为 0，则使能。

只看该作者 · 2022-5-28 20:03

CLKSEL[2:0]用于选择系统时钟源

内部8M晶振，不太准确，一般采用X轴的PLL作为时钟源

只看该作者 · 2022-5-28 20:03

8、电源管理寄存器2

LP_WAKE_CTRL 用于控制低功耗时的唤醒频率，用不到。
剩下的 6 位，分别控制加速度和陀螺仪的 x/y/z 轴是否进入待机模式，这里我们全部都不进入待机模式，所以全部设置为 0 即可。

只看该作者 · 2022-5-28 20:04

9、数据输出寄存器
陀螺仪数据输出寄存器，总共有 6 个寄存器组成，
地址为： 0X43~0X48，
通过读取这 6 个寄存器，就可以读到陀螺仪 x/y/z 轴的值，
比如 x 轴的数据，可以通过读取 0X43（高 8 位）和 0X44（低 8 位）寄存器得到，其他轴以此类推。
同样，加速度传感器数据输出寄存器，也有 6 个，地址为： 0X3B~0X40，
通过读取这 6 个寄存器，就可以读到加速度传感器 x/y/z 轴的值，
比如读 x 轴的数据，可以通过读取 0X3B（高8 位）和 0X3C（低 8 位）寄存器得到，其他轴以此类推。