如何利用小熊派獲取MPU6050六軸原始數據

本文轉載自查看原文 2020-12-07 10:28 538 華為雲新鮮技術分享/ 小熊派/ stm32芯片/ 華為雲/ 物聯網/ MPU6050

摘要：使用小熊派開發板，通過硬件IIC與MPU6050六軸傳感器模塊通信，完成相應寄存器配置，成功獲取陀螺儀、加速度計數據。

本問主要講述使用小熊派開發板+MPU6050六軸傳感器，獲取加速度計以及陀螺儀信息。

一、實驗准備

1.實驗環境

一塊stm32開發板（推薦使用小熊派），以及數據線
已經安裝STM32CubeMX
已經安裝KeilMDK,並導入stm32開發板對應的芯片包（小熊派使用的是STM32L431RCT6）
一個MPU6050模塊（IIC接口）以及杜邦線

2.目標效果

通過CubeMX創建工程並配置參數
IIC方式通信，配置MPU6050寄存器
小熊派通過IIC，獲取陀螺儀、加速度計數據
串口1重定向輸出編碼器轉動的角度、角速度

二、通過CubeMX生產MDK工程

A.芯片選擇

打開CubeMX,進入芯片選擇：

選擇自己的stm32芯片（即STM32L431RCT6）：

B.時鍾源RCC設置

更改系統時鍾源

系統時鍾默認使用內部的高速時鍾（HSI），選擇使用HSE，時鍾更精確

設置外部時鍾對應的端口

配置時鍾樹

STM32L431RCT6系統時鍾最大可以為80MHz，我們配置到最大即可

C.參數配置（對應端口設置）

1）配置USART1

使用USART,模式為異步，波特率為115200，無硬件流控制

2）硬件IIC配置

IIC（Inter-Integrated Circuit）其實是IICBus簡稱，所以中文應該叫集成電路總線，它是一種串行通信總線，使用多主從架構

我們使用小熊派的I2C1，小熊派引出的引腳為PB7->I2C1_SDA,PB6->I2C1_SCL

其他選項我們保持默認即可

3）MPU6050模塊

當然，我們還需要了解MPU6050模塊的電路，更好的進行配置。當然我們也可以自主制作模塊

如果AD0腳(9腳)接地,IIC地址為0X68(不包含最低位)；如果AD0腳接V3.3,則IIC地址為0X69(不包含最低位).

可以看到，AD0引腳已經被拉低，所有默認IIC地址為0x68.

最后，生成代碼就OK了

D.工程設置

一些基礎的設置，包括工程名、存儲位置、工程環境、工程中各個文件的組成

E.生成代碼

三、編寫相應代碼

1. 串口1輸出重定向

我們知道printf是打印函數，原理是根據傳入的字符串參數格式化打印輸出到stdout中。我們需要讓printf打印到串口之中，只需要在usart.c文件中模仿printf寫一個輸出函數即可

在添加頭文件

 
          /* USER CODE BEGIN 0 */#include <stdarg.h>#include <string.h>#include <stdio.h>/* USER CODE END 0 */ 
         

寫輸出函數

 
          /* USER CODE BEGIN 1 */void UsartPrintf(UART_HandleTypeDef *huart, char *fmt,...){

 unsigned char UsartPrintfBuf[296];
 va_list ap;
 unsigned char *pStr = UsartPrintfBuf;

 va_start(ap, fmt);
 vsprintf((char *)UsartPrintfBuf, fmt, ap); //格式化
 va_end(ap);

 while(*pStr != 0)
 {
  USART1->TDR = *pStr++;
  while((USART1->ISR & 0x40)  == 0);
 }}//注意：在usart.h中添加void UsartPrintf(UART_HandleTypeDef *huart, char *fmt,...)；//使用方法:UsartPrintf(&huart1;,"hello world\r\n");/* USER CODE END 1 */ 
         

注意：自己添加的代碼，需要在begin和end之間

2.寫MPU6050驅動

我們創建兩個文件，分別是mpu6050.h和mpu6050.c

a).首先我們在mpu6050.h中宏定義相應的寄存器，方便后續使用。

在main函數中，我們首先設置計數器初值為10000，然后打開編碼器，每1S獲取一次計數器的更新值，判斷編碼器信息
因為寄存器實在太多，就沒有一一列出，可以在附件中查看哦~

b).配置各個寄存器

主要的函數為：IIC讀寫、初始化MPU6050、設置陀螺儀和加速度計滿量程、設置采樣率、讀取數據

代碼附件中有，不一一講解。

初始化函數

 
          uint8_t MPUInit(void){
 uint8_t res;
 extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;

 HAL_I2C_Init(&hi2c1;); //初始化IIC

 /*上電后最好有一定延時，保證數據准確*/
 HAL_Delay(500);
 MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0x80); //復位MPU6050,寫入1000 0000
 MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0x00);//sleep寫入0，保持喚醒狀態

 MPU_Set_Gyro_Fsr(3);  //陀螺儀滿量程±2000
 MPU_Set_Accel_Fsr(0); //加速度計滿量程±2g
 MPU_Set_Rate(50);     //設置采樣率=50Hz

 MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0x00);//關閉所有中斷
 MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0x00); //關閉從iic
 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);  //讀取地址
 UsartPrintf(&huart1;,"\r\nMPU6050:0x%2x\r\n",res);
 UsartPrintf(&huart1;,"\r\nMPU6050:0x%2x\r\n",MPU_ADDR);
 if(res == MPU_ADDR) //判斷地址是否正確
 {
  MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0x01); //001,pll，x軸為參考系統時鍾源
  MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0x00); //都不使用待機模式
  MPU_Set_Rate(50);
 }else return 1;

 return 0;} 
         

需要注意到，mpu6050上電后需要有一定延時，保證數據的穩定。重啟mpu6050會有睡眠模式，寫入關閉睡眠。最后檢測並判斷IIC地址是否正確

3.main函數

 
          /* USER CODE BEGIN PV */short x;short y;short z;/* USER CODE END PV */
 /* USER CODE BEGIN 2 */
 MPUInit();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
 while(MPU_Get_Gyroscope(&x,&y,&z) !=0);
 HAL_Delay(1000);
   printf("\r\n陀螺儀:x=-,y=-,z=-\r\n",x,y,z);
 while(MPU_Get_Accelerometer(&x,&y,&z) != 0);
 HAL_Delay(1000);
   printf("\r\n加速度計:x=-,y=-,z=-\r\n",x,y,z);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  } 
         