STM32F103C8T6 MPU6050 原始数据通过串口读取（CubeMx生成 HAL库）
文章目录
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- STM32F103C8T6 MPU6050 原始数据通过串口读取（CubeMx生成 HAL库）
- 前言
- 一、MPU6050简介
- 二、CubeMx设置
- 三、MPU6050驱动
- 结果展示
前言
MPU6050作为一个六轴惯性测量单元，经常在各种设备中被使用，经过一段时间的调试，对其进行小总结，有错误还请各位大佬指出。
一、MPU6050简介
1.基础介绍
MPU6050采用I2C口与单片机进行通信，作为一款六轴运动处理组件，其整合了3轴陀螺仪和三轴加速度传感器，并且含有第二I2C接口用于连接外部磁力传感器。利用自带的数字运动处理（DMP: Digital Motion Processor）硬件加速引擎，通过主 IIC 接口，向应用端输出完整的 9 轴融合演算数据。有了 DMP，我们可以使用 InvenSense 公司提供的运动处理资料库，非常方便的实现姿态解算，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，同时大大降低了开发难度。
MPU6050的内部框图入图所示：
SCL和SDA是连接在MCU的I2C接口，MCU可以通过这个I2C接口来控制MPU6050，另外的I2C接口用于连接外部设备，若连接磁传感器，就可以组成九![轴传感器。AD0 是从 IIC 接口（接 MCU）的地址控制引脚，该引脚控制IIC 地址的最低位。如果接 GND，则 MPU6050 的 IIC 地址是：0X68，如果接 VDD，则是0X69，注意：这里的地址是不包含数据传输的最低位的（最低位用来表示读写）！！
2.利用STM3F1读取MPU6050的原始数据步骤。
1）初始化I2C接口
2）复位MPU6050：让传感器内部的所有寄存器回复默认值（对电源管理寄存器（0x6B）的bit7写1实现）。复位后，电源管理寄存器1恢复默认值（0x40）然后设置该寄存器为0x00，唤醒MPU6050。
#define MPU_PWR_MGMT1_REG 0X6B //电源管理寄存器1
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80); //复位MPU6050
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00); //唤醒MPU6050
3）设置角速度传感器（陀螺仪）和加速度传感器的满量程范围
设置两个传感器的满量程范围(FSR)，分别通过陀螺仪配置寄存器（0X1B）和加速度传感器配置寄存器（0X1C）设置。一般设置陀螺仪的满量程范围为±2000dps，加速度传感器的满量程范围为±2g
#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
//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);
}
//设置陀螺仪满量程范围 //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);//设置加速度传感器满量程范围
}
4)设置其他参数
关闭中断、关闭 AUX IIC 接口、禁止 FIFO、设置陀螺仪采样率和设置数字低通滤波器（DLPF）等。
陀螺仪采样率通过采
样率分频寄存器（0X19）控制，这个采样率我们一般设置为 50 即可。数字低通滤波器(DLPF)则通过配置寄存器（0X1A）设置，一般设置 DLPF 为带宽的 1/2 即可。
MPU_Set_Rate(50); //设置采样率50Hz
MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //关闭所有中断
MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00); //I2C主模式关闭
MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00); //关闭FIFO
MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80); //INT引脚低电平有效
//设置MPU6050的数字低通滤波器
//lpf:数字低通滤波频率(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);//设置数字低通滤波器
}
//设置MPU6050的采样率(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); //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
}
二、CubeMx设置
1.选择芯片
2.设置I2C（选择普通I2C即可），设置中断
3.设置RCC
4.设置SYS
5.设置串口，DMA打开，中断勾选
6.设置时钟（c8t6是72Hz）
7.设置好后生成MDK代码
三、MPU6050驱动
生成文件夹和添加文件路径方法见上一篇文章
mpu6050.c
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "mpu6050.h"
//初始化MPU6050
//返回值:0,成功
// 其他,错误代码
uint8_t MPU_Init(void)
{
uint8_t res;
MPU_IIC_Init();//初始化IIC总线
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80); //复位MPU6050
delay_ms(100);
MPU_Write_Byte(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
MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //关闭所有中断
MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00); //I2C主模式关闭
MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00); //关闭FIFO
MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80); //INT引脚低电平有效
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); //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作
MPU_Set_Rate(50); //设置采样率为50Hz
} else return 1;
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
uint8_t MPU_Set_Gyro_Fsr(uint8_t fsr)
{
return MPU_Write_Byte(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
uint8_t MPU_Set_Accel_Fsr(uint8_t fsr)
{
return MPU_Write_Byte(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
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);//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
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); //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
}
//得到温度值
//返回值:温度值(扩大了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
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
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
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);//发送器件地址+写命令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
for(i=0; i<len; i++)
{
MPU_IIC_Send_Byte(buf[i]); //发送数据
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待ACK
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
}
MPU_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
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);//发送器件地址+写命令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|1);//发送器件地址+读命令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
while(len)
{
if(len==1)*buf=MPU_IIC_Read_Byte(0);//读数据,发送nACK
else *buf=MPU_IIC_Read_Byte(1); //读数据,发送ACK
len--;
buf++;
}
MPU_IIC_Stop(); //产生一个停止条件
return 0;
}
//IIC写一个字节
//reg:寄存器地址
//data:数据
//返回值:0,正常
// 其他,错误代码
uint8_t MPU_Write_Byte(uint8_t reg,uint8_t data)
{
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
MPU_IIC_Send_Byte(data);//发送数据
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待ACK
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Stop();
return 0;
}
//IIC读一个字节
//reg:寄存器地址
//返回值:读到的数据
uint8_t MPU_Read_Byte(uint8_t reg)
{
uint8_t res;
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|1);//发送器件地址+读命令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
res=MPU_IIC_Read_Byte(0);//读取数据,发送nACK
MPU_IIC_Stop(); //产生一个停止条件
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
//如果AD0脚(9脚)接地,IIC地址为0X68(不包含最低位).
//如果接V3.3,则IIC地址为0X69(不包含最低位).
#define MPU_ADDR 0X68
因为模块AD0默认接GND,所以转为读写地址后,为0XD1和0XD0(如果接VCC,则为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连续写
uint8_t MPU_Read_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf); //IIC连续读
uint8_t MPU_Write_Byte(uint8_t reg,uint8_t data); //IIC写一个字节
uint8_t MPU_Read_Byte(uint8_t reg); //IIC读一个字节
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"
/* 定义IIC总线连接的GPIO端口, 用户只需要修改下面4行代码即可任意改变SCL和SDA的引脚 */
#define GPIO_PORT_IIC GPIOB /* GPIO端口 */
#define RCC_IIC_ENABLE __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() /* GPIO端口时钟 */
#define IIC_SCL_PIN GPIO_PIN_6 /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define IIC_SDA_PIN GPIO_PIN_7 /* 连接到SDA数据线的GPIO */
/* 定义读写SCL和SDA的宏，已增加代码的可移植性和可阅读性 */
#if 1 /* 条件编译： 1 选择GPIO的库函数实现IO读写 */
#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) /* 读SDA口线状态 */
#else /* 这个分支选择直接寄存器操作实现IO读写 */
/* 注意：如下写法，在IAR最高级别优化时，会被编译器错误优化 */
#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) /* 读SDA口线状态 */
#endif
void IIC_GPIO_Init(void);
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_Delay
* 功能说明: IIC总线位延迟，最快400KHz
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void IIC_Delay(void)
{
uint8_t i;
/*
下面的时间是通过安富莱AX-Pro逻辑分析仪测试得到的。
CPU主频72MHz时，在内部Flash运行, MDK工程不优化
循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us
IAR工程编译效率高，不能设置为7
*/
for (i = 0; i < 10; i++);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_Start
* 功能说明: CPU发起IIC总线启动信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_Start(void)
{
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示IIC总线启动信号 */
IIC_SDA_1();
IIC_SCL_1();
IIC_Delay();
IIC_SDA_0();
IIC_Delay();
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_Start
* 功能说明: CPU发起IIC总线停止信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_Stop(void)
{
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示IIC总线停止信号 */
IIC_SDA_0();
IIC_SCL_1();
IIC_Delay();
IIC_SDA_1();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_SendByte
* 功能说明: CPU向IIC总线设备发送8bit数据
* 形 参：_ucByte ： 等待发送的字节
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_Send_Byte(uint8_t _ucByte)
{
uint8_t i;
/* 先发送字节的高位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(); // 释放总线
}
_ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */
IIC_Delay();
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_ReadByte
* 功能说明: CPU从IIC总线设备读取8bit数据
* 形 参：无
* 返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t IIC_Read_Byte(uint8_t ack)
{
uint8_t i;
uint8_t value;
/* 读到第1个bit为数据的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 数 名: IIC_WaitAck
* 功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t IIC_Wait_Ack(void)
{
uint8_t re;
IIC_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_1(); /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */
IIC_Delay();
if (IIC_SDA_READ()) /* CPU读取SDA口线状态 */
{
re = 1;
}
else
{
re = 0;
}
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
return re;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_Ack
* 功能说明: CPU产生一个ACK信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SDA_0(); /* CPU驱动SDA = 0 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
IIC_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_NAck
* 功能说明: CPU产生1个NACK信号
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_NAck(void)
{
IIC_SDA_1(); /* CPU驱动SDA = 1 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
IIC_Delay();
IIC_SCL_0();
IIC_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_GPIO_Config
* 功能说明: 配置IIC总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
* 形 参：无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void IIC_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_IIC_ENABLE; /* 打开GPIO时钟 */
GPIO_InitStructure.Pin = IIC_SCL_PIN | IIC_SDA_PIN;
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; /* 开漏输出 */
HAL_GPIO_Init(GPIO_PORT_IIC, &GPIO_InitStructure);
/* 给一个停止信号, 复位IIC总线上的所有设备到待机模式 */
IIC_Stop();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: IIC_CheckDevice
* 功能说明: 检测IIC总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
* 形 参：_Address：设备的IIC总线地址
* 返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t IIC_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
uint8_t ucAck;
IIC_GPIO_Init(); /* 配置GPIO */
IIC_Start(); /* 发送启动信号 */
/* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */
IIC_Send_Byte(_Address|IIC_WR);
ucAck = IIC_Wait_Ack(); /* 检测设备的ACK应答 */
IIC_Stop(); /* 发送停止信号 */
return ucAck;
}
IIC.h
#ifndef _IIC_H
#define _IIC_H
#include <inttypes.h>
#define IIC_WR 0 /* 写控制bit */
#define IIC_RD 1 /* 读控制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
完成所有驱动文件的添加之后记得将User文件夹添加到c/c++路径中编译，编译成功后就可以开始编写主函数。
首先添加头文件
为了串口打印方便，加入printf函数
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
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
/* 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 */
}
结果展示
STM32F103C8T6 MPU6050 原始数据读取（CubeMx生成 HAL库）
原始数据的读取对于MPU6050的使用而言只是第一步，要想取得俯仰角（pitch），横滚角（roll），航偏角（yaw）的数据，还需要使用官方给出的DMP库或者卡尔曼滤波。