STM32F103C8T6 MPU6050 原始資料通過序列槽讀取（CubeMx生成 HAL庫）
文章目錄
-
- STM32F103C8T6 MPU6050 原始資料通過序列槽讀取（CubeMx生成 HAL庫）
- 前言
- 一、MPU6050簡介
- 二、CubeMx設定
- 三、MPU6050驅動
- 結果展示
前言
MPU6050作為一個六軸慣性測量單元，經常在各種裝置中被使用，經過一段時間的調試，對其進行小總結，有錯誤還請各位大佬指出。
一、MPU6050簡介
1.基礎介紹
MPU6050采用I2C口與單片機進行通信，作為一款六軸運動處理元件，其整合了3軸陀螺儀和三軸加速度傳感器，并且含有第二I2C接口用于連接配接外部磁力傳感器。利用自帶的數字運動處理（DMP: Digital Motion Processor）硬體加速引擎，通過主 IIC 接口，向應用端輸出完整的 9 軸融合演算資料。有了 DMP，我們可以使用 InvenSense 公司提供的運動處理資料庫，非常友善的實作姿态解算，降低了運動處理運算對作業系統的負荷，同時大大降低了開發難度。
MPU6050的内部框圖入圖所示：
SCL和SDA是連接配接在MCU的I2C接口，MCU可以通過這個I2C接口來控制MPU6050，另外的I2C接口用于連接配接外部裝置，若連接配接磁傳感器，就可以組成九![軸傳感器。AD0 是從 IIC 接口（接 MCU）的位址控制引腳，該引腳控制IIC 位址的最低位。如果接 GND，則 MPU6050 的 IIC 位址是：0X68，如果接 VDD，則是0X69，注意：這裡的位址是不包含資料傳輸的最低位的（最低位用來表示讀寫）！！
2.利用STM3F1讀取MPU6050的原始資料步驟。
1）初始化I2C接口
2）複位MPU6050：讓傳感器内部的所有寄存器回複預設值（對電源管理寄存器（0x6B）的bit7寫1實作）。複位後，電源管理寄存器1恢複預設值（0x40）然後設定該寄存器為0x00，喚醒MPU6050。
#define MPU_PWR_MGMT1_REG 0X6B //電源管理寄存器1
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80); //複位MPU6050
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00); //喚醒MPU6050
3）設定角速度傳感器（陀螺儀）和加速度傳感器的滿量程範圍
設定兩個傳感器的滿量程範圍(FSR)，分别通過陀螺儀配置寄存器（0X1B）和加速度傳感器配置寄存器（0X1C）設定。一般設定陀螺儀的滿量程範圍為±2000dps，加速度傳感器的滿量程範圍為±2g
#define MPU_GYRO_CFG_REG 0X1B //陀螺儀配置寄存器
#define MPU_ACCEL_CFG_REG 0X1C //加速度計配置寄存器
//fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps
uint8_t MPU_Set_Gyro_Fsr(uint8_t fsr)
{
return MPU_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3);
}
//設定陀螺儀滿量程範圍 //fsr:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g
uint8_t MPU_Set_Accel_Fsr(uint8_t fsr)
{
return MPU_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3);//設定加速度傳感器滿量程範圍
}
4)設定其他參數
關閉中斷、關閉 AUX IIC 接口、禁止 FIFO、設定陀螺儀采樣率和設定數字低通濾波器（DLPF）等。
陀螺儀采樣率通過采
樣率分頻寄存器（0X19）控制，這個采樣率我們一般設定為 50 即可。數字低通濾波器(DLPF)則通過配置寄存器（0X1A）設定，一般設定 DLPF 為帶寬的 1/2 即可。
MPU_Set_Rate(50); //設定采樣率50Hz
MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //關閉所有中斷
MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00); //I2C主模式關閉
MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00); //關閉FIFO
MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80); //INT引腳低電平有效
//設定MPU6050的數字低通濾波器
//lpf:數字低通濾波頻率(Hz)
uint8_t MPU_Set_LPF(uint16_t 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 MPU_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data);//設定數字低通濾波器
}
//設定MPU6050的采樣率(假定Fs=1KHz)
//rate:4~1000(Hz)
uint8_t MPU_Set_Rate(uint16_t rate)
{
uint8_t data;
if(rate>1000)rate=1000;
if(rate<4)rate=4;
data=1000/rate-1;
data=MPU_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG,data); //設定數字低通濾波器
return MPU_Set_LPF(rate/2); //自動設定LPF為采樣率的一半
}
二、CubeMx設定
1.選擇晶片
2.設定I2C（選擇普通I2C即可），設定中斷
3.設定RCC
4.設定SYS
5.設定序列槽，DMA打開，中斷勾選
6.設定時鐘（c8t6是72Hz）
7.設定好後生成MDK代碼
三、MPU6050驅動
生成檔案夾和添加檔案路徑方法見上一篇文章
mpu6050.c
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "mpu6050.h"
//初始化MPU6050
//傳回值:0,成功
// 其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Init(void)
{
uint8_t res;
MPU_IIC_Init();//初始化IIC總線
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80); //複位MPU6050
delay_ms(100);
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00); //喚醒MPU6050
MPU_Set_Gyro_Fsr(3); //陀螺儀傳感器,±2000dps
MPU_Set_Accel_Fsr(0); //加速度傳感器,±2g
MPU_Set_Rate(50); //設定采樣率50Hz
MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //關閉所有中斷
MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00); //I2C主模式關閉
MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00); //關閉FIFO
MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80); //INT引腳低電平有效
res=MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);
if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确
{
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01); //設定CLKSEL,PLL X軸為參考
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00); //加速度與陀螺儀都工作
MPU_Set_Rate(50); //設定采樣率為50Hz
} else return 1;
return 0;
}
//設定MPU6050陀螺儀傳感器滿量程範圍
//fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps
//傳回值:0,設定成功
// 其他,設定失敗
uint8_t MPU_Set_Gyro_Fsr(uint8_t fsr)
{
return MPU_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3);//設定陀螺儀滿量程範圍
}
//設定MPU6050加速度傳感器滿量程範圍
//fsr:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g
//傳回值:0,設定成功
// 其他,設定失敗
uint8_t MPU_Set_Accel_Fsr(uint8_t fsr)
{
return MPU_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3);//設定加速度傳感器滿量程範圍
}
//設定MPU6050的數字低通濾波器
//lpf:數字低通濾波頻率(Hz)
//傳回值:0,設定成功
// 其他,設定失敗
uint8_t MPU_Set_LPF(uint16_t lpf)
{
uint8_t 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 MPU_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data);//設定數字低通濾波器
}
//設定MPU6050的采樣率(假定Fs=1KHz)
//rate:4~1000(Hz)
//傳回值:0,設定成功
// 其他,設定失敗
uint8_t MPU_Set_Rate(uint16_t rate)
{
uint8_t data;
if(rate>1000)rate=1000;
if(rate<4)rate=4;
data=1000/rate-1;
data=MPU_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG,data); //設定數字低通濾波器
return MPU_Set_LPF(rate/2); //自動設定LPF為采樣率的一半
}
//得到溫度值
//傳回值:溫度值(擴大了100倍)
short MPU_Get_Temperature(void)
{
uint8_t buf[2];
short raw;
float temp;
MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_TEMP_OUTH_REG,2,buf);
raw=((uint16_t)buf[0]<<8)|buf[1];
temp=36.53+((double)raw)/340;
return temp*100;;
}
//得到陀螺儀值(原始值)
//gx,gy,gz:陀螺儀x,y,z軸的原始讀數(帶符号)
//傳回值:0,成功
// 其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz)
{
uint8_t buf[6],res;
res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_GYRO_XOUTH_REG,6,buf);
if(res==0)
{
*gx=((uint16_t)buf[0]<<8)|buf[1];
*gy=((uint16_t)buf[2]<<8)|buf[3];
*gz=((uint16_t)buf[4]<<8)|buf[5];
}
return res;;
}
//得到加速度值(原始值)
//gx,gy,gz:陀螺儀x,y,z軸的原始讀數(帶符号)
//傳回值:0,成功
// 其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
{
uint8_t buf[6],res;
res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_ACCEL_XOUTH_REG,6,buf);
if(res==0)
{
*ax=((uint16_t)buf[0]<<8)|buf[1];
*ay=((uint16_t)buf[2]<<8)|buf[3];
*az=((uint16_t)buf[4]<<8)|buf[5];
}
return res;;
}
//IIC連續寫
//addr:器件位址
//reg:寄存器位址
//len:寫入長度
//buf:資料區
//傳回值:0,正常
// 其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Write_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf)
{
uint8_t i;
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//發送器件位址+寫指令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待應答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //寫寄存器位址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待應答
for(i=0; i<len; i++)
{
MPU_IIC_Send_Byte(buf[i]); //發送資料
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待ACK
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
}
MPU_IIC_Stop();
return 0;
}
//IIC連續讀
//addr:器件位址
//reg:要讀取的寄存器位址
//len:要讀取的長度
//buf:讀取到的資料存儲區
//傳回值:0,正常
// 其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Read_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf)
{
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//發送器件位址+寫指令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待應答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //寫寄存器位址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待應答
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|1);//發送器件位址+讀指令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待應答
while(len)
{
if(len==1)*buf=MPU_IIC_Read_Byte(0);//讀資料,發送nACK
else *buf=MPU_IIC_Read_Byte(1); //讀資料,發送ACK
len--;
buf++;
}
MPU_IIC_Stop(); //産生一個停止條件
return 0;
}
//IIC寫一個位元組
//reg:寄存器位址
//data:資料
//傳回值:0,正常
// 其他,錯誤代碼
uint8_t MPU_Write_Byte(uint8_t reg,uint8_t data)
{
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//發送器件位址+寫指令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待應答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //寫寄存器位址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待應答
MPU_IIC_Send_Byte(data);//發送資料
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待ACK
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Stop();
return 0;
}
//IIC讀一個位元組
//reg:寄存器位址
//傳回值:讀到的資料
uint8_t MPU_Read_Byte(uint8_t reg)
{
uint8_t res;
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//發送器件位址+寫指令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待應答
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //寫寄存器位址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待應答
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|1);//發送器件位址+讀指令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待應答
res=MPU_IIC_Read_Byte(0);//讀取資料,發送nACK
MPU_IIC_Stop(); //産生一個停止條件
return res;
}
mpu6050.h
#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H
#include "IIC.h"
#define delay_ms HAL_Delay
#define MPU_IIC_Init IIC_GPIO_Init
#define MPU_IIC_Start IIC_Start
#define MPU_IIC_Stop IIC_Stop
#define MPU_IIC_Send_Byte IIC_Send_Byte
#define MPU_IIC_Read_Byte IIC_Read_Byte
#define MPU_IIC_Wait_Ack IIC_Wait_Ack
//#define MPU_ACCEL_OFFS_REG 0X06 //accel_offs寄存器,可讀取版本号,寄存器手冊未提到
//#define MPU_PROD_ID_REG 0X0C //prod id寄存器,在寄存器手冊未提到
#define MPU_SELF_TESTX_REG 0X0D //自檢寄存器X
#define MPU_SELF_TESTY_REG 0X0E //自檢寄存器Y
#define MPU_SELF_TESTZ_REG 0X0F //自檢寄存器Z
#define MPU_SELF_TESTA_REG 0X10 //自檢寄存器A
#define MPU_SAMPLE_RATE_REG 0X19 //采樣頻率分頻器
#define MPU_CFG_REG 0X1A //配置寄存器
#define MPU_GYRO_CFG_REG 0X1B //陀螺儀配置寄存器
#define MPU_ACCEL_CFG_REG 0X1C //加速度計配置寄存器
#define MPU_MOTION_DET_REG 0X1F //運動檢測閥值設定寄存器
#define MPU_FIFO_EN_REG 0X23 //FIFO使能寄存器
#define MPU_I2CMST_CTRL_REG 0X24 //IIC主機控制寄存器
#define MPU_I2CSLV0_ADDR_REG 0X25 //IIC從機0器件位址寄存器
#define MPU_I2CSLV0_REG 0X26 //IIC從機0資料位址寄存器
#define MPU_I2CSLV0_CTRL_REG 0X27 //IIC從機0控制寄存器
#define MPU_I2CSLV1_ADDR_REG 0X28 //IIC從機1器件位址寄存器
#define MPU_I2CSLV1_REG 0X29 //IIC從機1資料位址寄存器
#define MPU_I2CSLV1_CTRL_REG 0X2A //IIC從機1控制寄存器
#define MPU_I2CSLV2_ADDR_REG 0X2B //IIC從機2器件位址寄存器
#define MPU_I2CSLV2_REG 0X2C //IIC從機2資料位址寄存器
#define MPU_I2CSLV2_CTRL_REG 0X2D //IIC從機2控制寄存器
#define MPU_I2CSLV3_ADDR_REG 0X2E //IIC從機3器件位址寄存器
#define MPU_I2CSLV3_REG 0X2F //IIC從機3資料位址寄存器
#define MPU_I2CSLV3_CTRL_REG 0X30 //IIC從機3控制寄存器
#define MPU_I2CSLV4_ADDR_REG 0X31 //IIC從機4器件位址寄存器
#define MPU_I2CSLV4_REG 0X32 //IIC從機4資料位址寄存器
#define MPU_I2CSLV4_DO_REG 0X33 //IIC從機4寫資料寄存器
#define MPU_I2CSLV4_CTRL_REG 0X34 //IIC從機4控制寄存器
#define MPU_I2CSLV4_DI_REG 0X35 //IIC從機4讀資料寄存器
#define MPU_I2CMST_STA_REG 0X36 //IIC主機狀态寄存器
#define MPU_INTBP_CFG_REG 0X37 //中斷/旁路設定寄存器
#define MPU_INT_EN_REG 0X38 //中斷使能寄存器
#define MPU_INT_STA_REG 0X3A //中斷狀态寄存器
#define MPU_ACCEL_XOUTH_REG 0X3B //加速度值,X軸高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_XOUTL_REG 0X3C //加速度值,X軸低8位寄存器
#define MPU_ACCEL_YOUTH_REG 0X3D //加速度值,Y軸高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_YOUTL_REG 0X3E //加速度值,Y軸低8位寄存器
#define MPU_ACCEL_ZOUTH_REG 0X3F //加速度值,Z軸高8位寄存器
#define MPU_ACCEL_ZOUTL_REG 0X40 //加速度值,Z軸低8位寄存器
#define MPU_TEMP_OUTH_REG 0X41 //溫度值高八位寄存器
#define MPU_TEMP_OUTL_REG 0X42 //溫度值低8位寄存器
#define MPU_GYRO_XOUTH_REG 0X43 //陀螺儀值,X軸高8位寄存器
#define MPU_GYRO_XOUTL_REG 0X44 //陀螺儀值,X軸低8位寄存器
#define MPU_GYRO_YOUTH_REG 0X45 //陀螺儀值,Y軸高8位寄存器
#define MPU_GYRO_YOUTL_REG 0X46 //陀螺儀值,Y軸低8位寄存器
#define MPU_GYRO_ZOUTH_REG 0X47 //陀螺儀值,Z軸高8位寄存器
#define MPU_GYRO_ZOUTL_REG 0X48 //陀螺儀值,Z軸低8位寄存器
#define MPU_I2CSLV0_DO_REG 0X63 //IIC從機0資料寄存器
#define MPU_I2CSLV1_DO_REG 0X64 //IIC從機1資料寄存器
#define MPU_I2CSLV2_DO_REG 0X65 //IIC從機2資料寄存器
#define MPU_I2CSLV3_DO_REG 0X66 //IIC從機3資料寄存器
#define MPU_I2CMST_DELAY_REG 0X67 //IIC主機延時管理寄存器
#define MPU_SIGPATH_RST_REG 0X68 //信号通道複位寄存器
#define MPU_MDETECT_CTRL_REG 0X69 //運動檢測控制寄存器
#define MPU_USER_CTRL_REG 0X6A //使用者控制寄存器
#define MPU_PWR_MGMT1_REG 0X6B //電源管理寄存器1
#define MPU_PWR_MGMT2_REG 0X6C //電源管理寄存器2
#define MPU_FIFO_CNTH_REG 0X72 //FIFO計數寄存器高八位
#define MPU_FIFO_CNTL_REG 0X73 //FIFO計數寄存器低八位
#define MPU_FIFO_RW_REG 0X74 //FIFO讀寫寄存器
#define MPU_DEVICE_ID_REG 0X75 //器件ID寄存器
//如果AD0腳(9腳)接地,IIC位址為0X68(不包含最低位).
//如果接V3.3,則IIC位址為0X69(不包含最低位).
#define MPU_ADDR 0X68
因為子產品AD0預設接GND,是以轉為讀寫位址後,為0XD1和0XD0(如果接VCC,則為0XD3和0XD2)
//#define MPU_READ 0XD1
//#define MPU_WRITE 0XD0
uint8_t MPU_Init(void); //初始化MPU6050
uint8_t MPU_Write_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf);//IIC連續寫
uint8_t MPU_Read_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf); //IIC連續讀
uint8_t MPU_Write_Byte(uint8_t reg,uint8_t data); //IIC寫一個位元組
uint8_t MPU_Read_Byte(uint8_t reg); //IIC讀一個位元組
uint8_t MPU_Set_Gyro_Fsr(uint8_t fsr);
uint8_t MPU_Set_Accel_Fsr(uint8_t fsr);
uint8_t MPU_Set_LPF(uint16_t lpf);
uint8_t MPU_Set_Rate(uint16_t rate);
uint8_t MPU_Set_Fifo(uint8_t sens);
short MPU_Get_Temperature(void);
uint8_t MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz);
uint8_t MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az);
#endif
IIC.c
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "IIC.h"
/* 定義IIC總線連接配接的GPIO端口, 使用者隻需要修改下面4行代碼即可任意改變SCL和SDA的引腳 */
#define GPIO_PORT_IIC GPIOB /* GPIO端口 */
#define RCC_IIC_ENABLE __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() /* GPIO端口時鐘 */
#define IIC_SCL_PIN GPIO_PIN_6 /* 連接配接到SCL時鐘線的GPIO */
#define IIC_SDA_PIN GPIO_PIN_7 /* 連接配接到SDA資料線的GPIO */
/* 定義讀寫SCL和SDA的宏，已增加代碼的可移植性和可閱讀性 */
#if 1 /* 條件編譯： 1 選擇GPIO的庫函數實作IO讀寫 */
#define IIC_SCL_1() HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_IIC, IIC_SCL_PIN, GPIO_PIN_SET) /* SCL = 1 */
#define IIC_SCL_0() HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_IIC, IIC_SCL_PIN, GPIO_PIN_RESET) /* SCL = 0 */
#define IIC_SDA_1() HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_IIC, IIC_SDA_PIN, GPIO_PIN_SET) /* SDA = 1 */
#define IIC_SDA_0() HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT_IIC, IIC_SDA_PIN, GPIO_PIN_RESET) /* SDA = 0 */
#define IIC_SDA_READ() HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_PORT_IIC, IIC_SDA_PIN) /* 讀SDA口線狀态 */
#else /* 這個分支選擇直接寄存器操作實作IO讀寫 */
/* 注意：如下寫法，在IAR最進階别優化時，會被編譯器錯誤優化 */
#define IIC_SCL_1() GPIO_PORT_IIC->BSRR = IIC_SCL_PIN /* SCL = 1 */
#define IIC_SCL_0() GPIO_PORT_IIC->BRR = IIC_SCL_PIN /* SCL = 0 */
#define IIC_SDA_1() GPIO_PORT_IIC->BSRR = IIC_SDA_PIN /* SDA = 1 */
#define IIC_SDA_0() GPIO_PORT_IIC->BRR = IIC_SDA_PIN /* SDA = 0 */
#define IIC_SDA_READ() ((GPIO_PORT_IIC->IDR & IIC_SDA_PIN) != 0) /* 讀SDA口線狀态 */
#endif
void IIC_GPIO_Init(void);
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_Delay
* 功能說明: IIC總線位延遲，最快400KHz
* 形 參：無
* 返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
static void IIC_Delay(void)
{
uint8_t i;
/*
下面的時間是通過安富萊AX-Pro邏輯分析儀測試得到的。
CPU主頻72MHz時，在内部Flash運作, MDK工程不優化
循環次數為10時，SCL頻率 = 205KHz
循環次數為7時，SCL頻率 = 347KHz， SCL高電平時間1.5us，SCL低電平時間2.87us
循環次數為5時，SCL頻率 = 421KHz， SCL高電平時間1.25us，SCL低電平時間2.375us
IAR工程編譯效率高，不能設定為7
*/
for (i = 0; i < 10; i++);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_Start
* 功能說明: CPU發起IIC總線啟動信号
* 形 參：無
* 返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_Start(void)
{
/* 當SCL高電平時，SDA出現一個下跳沿表示IIC總線啟動信号 */
IIC_SDA_1();
IIC_SCL_1();
IIC_Delay();
IIC_SDA_0();
IIC_Delay();
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_Start
* 功能說明: CPU發起IIC總線停止信号
* 形 參：無
* 返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_Stop(void)
{
/* 當SCL高電平時，SDA出現一個上跳沿表示IIC總線停止信号 */
IIC_SDA_0();
IIC_SCL_1();
IIC_Delay();
IIC_SDA_1();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_SendByte
* 功能說明: CPU向IIC總線裝置發送8bit資料
* 形 參：_ucByte ： 等待發送的位元組
* 返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_Send_Byte(uint8_t _ucByte)
{
uint8_t i;
/* 先發送位元組的高位bit7 */
for (i = 0; i < 8; i++)
{
if (_ucByte & 0x80)
{
IIC_SDA_1();
}
else
{
IIC_SDA_0();
}
IIC_Delay();
IIC_SCL_1();
IIC_Delay();
IIC_SCL_0();
if (i == 7)
{
IIC_SDA_1(); // 釋放總線
}
_ucByte <<= 1; /* 左移一個bit */
IIC_Delay();
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_ReadByte
* 功能說明: CPU從IIC總線裝置讀取8bit資料
* 形 參：無
* 返 回 值: 讀到的資料
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t IIC_Read_Byte(uint8_t ack)
{
uint8_t i;
uint8_t value;
/* 讀到第1個bit為資料的bit7 */
value = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
value <<= 1;
IIC_SCL_1();
IIC_Delay();
if (IIC_SDA_READ())
{
value++;
}
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
}
if(ack==0)
IIC_NAck();
else
IIC_Ack();
return value;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_WaitAck
* 功能說明: CPU産生一個時鐘，并讀取器件的ACK應答信号
* 形 參：無
* 返 回 值: 傳回0表示正确應答，1表示無器件響應
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t IIC_Wait_Ack(void)
{
uint8_t re;
IIC_SDA_1(); /* CPU釋放SDA總線 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_1(); /* CPU驅動SCL = 1, 此時器件會傳回ACK應答 */
IIC_Delay();
if (IIC_SDA_READ()) /* CPU讀取SDA口線狀态 */
{
re = 1;
}
else
{
re = 0;
}
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
return re;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_Ack
* 功能說明: CPU産生一個ACK信号
* 形 參：無
* 返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SDA_0(); /* CPU驅動SDA = 0 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_1(); /* CPU産生1個時鐘 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
IIC_SDA_1(); /* CPU釋放SDA總線 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_NAck
* 功能說明: CPU産生1個NACK信号
* 形 參：無
* 返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_NAck(void)
{
IIC_SDA_1(); /* CPU驅動SDA = 1 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_1(); /* CPU産生1個時鐘 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_GPIO_Config
* 功能說明: 配置IIC總線的GPIO，采用模拟IO的方式實作
* 形 參：無
* 返 回 值: 無
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_IIC_ENABLE; /* 打開GPIO時鐘 */
GPIO_InitStructure.Pin = IIC_SCL_PIN | IIC_SDA_PIN;
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; /* 開漏輸出 */
HAL_GPIO_Init(GPIO_PORT_IIC, &GPIO_InitStructure);
/* 給一個停止信号, 複位IIC總線上的所有裝置到待機模式 */
IIC_Stop();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 數 名: IIC_CheckDevice
* 功能說明: 檢測IIC總線裝置，CPU向發送裝置位址，然後讀取裝置應答來判斷該裝置是否存在
* 形 參：_Address：裝置的IIC總線位址
* 返 回 值: 傳回值 0 表示正确， 傳回1表示未探測到
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t IIC_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
uint8_t ucAck;
IIC_GPIO_Init(); /* 配置GPIO */
IIC_Start(); /* 發送啟動信号 */
/* 發送裝置位址+讀寫控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先傳 */
IIC_Send_Byte(_Address|IIC_WR);
ucAck = IIC_Wait_Ack(); /* 檢測裝置的ACK應答 */
IIC_Stop(); /* 發送停止信号 */
return ucAck;
}
IIC.h
#ifndef _IIC_H
#define _IIC_H
#include <inttypes.h>
#define IIC_WR 0 /* 寫控制bit */
#define IIC_RD 1 /* 讀控制bit */
void IIC_Start(void);
void IIC_Stop(void);
void IIC_Send_Byte(uint8_t _ucByte);
uint8_t IIC_Read_Byte(uint8_t ack);
uint8_t IIC_Wait_Ack(void);
void IIC_Ack(void);
void IIC_NAck(void);
uint8_t IIC_CheckDevice(uint8_t _Address);
void IIC_GPIO_Init(void);
#endif
完成所有驅動檔案的添加之後記得将User檔案夾添加到c/c++路徑中編譯，編譯成功後就可以開始編寫主函數。
首先添加頭檔案
為了序列槽列印友善，加入printf函數
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
short aacx,aacy,aacz; //加速度傳感器原始資料
short gyrox,gyroy,gyroz; //陀螺儀原始資料
short temp; //溫度
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_DMA_Init();
MX_I2C1_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
MPU_Init();
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_Delay(500);
MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);
MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);
temp=MPU_Get_Temperature();
printf("AAC_X:%5d AAC_Y:%5d AAC_Z:%5d\r\nGYRO_X:%5d GYRO_Y:%5d GYRO_Z:%5d\r\n",
aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz);
}
/* USER CODE END 3 */
}
結果展示
STM32F103C8T6 MPU6050 原始資料讀取（CubeMx生成 HAL庫）
原始資料的讀取對于MPU6050的使用而言隻是第一步，要想取得俯仰角（pitch），橫滾角（roll），航偏角（yaw）的資料，還需要使用官方給出的DMP庫或者卡爾曼濾波。