芯片選用：STM32L431CCT6
IMU：MPU9250
平台：STM32CUBEIDE 1.7.0
1.功能配置
step1:配置調試接口與時鍾
step2:配置調試串口與IIC
使用USART2作為調試口
使用模擬IIC作為MPU9250的IIC通訊方式
具體參考：https://www.cnblogs.com/Lxk0825/p/15358846.html
step3:freeRtos配置
添加一個任務：
之后保存 生成代碼即可
2.移植MPL庫
step1:去官方網站下載MPL庫
step2: 選擇合適的庫
下載成功后解壓 會看到下邊幾個文件夾
進入arm > STM32F4_MD6 > Projects > eMD6 > core 最核心的就是下邊的幾個文件夾里的文件
把這四個文件夾復制 粘貼到工程文件夾下
接着返回文件夾主目錄 進入mpl libraries > arm > gcc4.9.3 選擇合適的lib
step3: 工程設置
因為我的STM32L4是M4內核的 因此選擇下邊的具有M4字符的文件 具體選擇哪個 需要打開STM32CUBEIDE 選擇project > Properties
因此選擇liblibmplmpu_m4_hardfp.zip 這個壓縮文件進行解壓 將.a文件放入工程的mpl文件夾中
右鍵工程屬性 添加libmplmpu 和路徑
接着添加預處理指令
step4: 文件設置
此時編譯后會報很多錯誤 一般都是函數未定義 比如delay_ms iic_write等
比如iic的讀寫等 可以使用define等效替換
主要修改的幾個文件有 inv_mpu.c、inv_mpu_dmp_motion_driver.c等
在inv_mpu.c 的開頭需要修改成下邊這樣
#if defined EMPL_TARGET_STM32F4 unsigned char *mpl_key = (unsigned char*)"eMPL 5.1"; #define i2c_write MPU_Write_Len #define i2c_read MPU_Read_Len //#define delay_ms mdelay #define get_ms mget_ms #define log_i MPL_LOGI #define log_e MPL_LOGE #define min(a,b) ((a<b)?a:b)
在inv_mpu_dmp_motion_driver.c的開頭需要修改成下邊這樣
#if defined EMPL_TARGET_STM32F4 #include <iic.h> #include "main.h" #include "mpu9250.h" #define i2c_write MPU_Write_Len #define i2c_read MPU_Read_Len #define get_ms mget_ms
添加文件mpu9250.c 和 mpu9250.h
mpu9250.c:
/* * mpu9250.c * * Created on: 2022年3月17日 * Author: LK */ #include "mpu9250.h" #include "inv_mpu.h" #include "freertos.h" #include "cmsis_os.h" #include "iic.h" #include "debug.h" //初始化MPU9250 //設置MPU9250陀螺儀傳感器滿量程范圍 //gyro_dps:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps //設置MPU9250加速度傳感器滿量程范圍 //acc_g:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g //設置MPU9250的采樣率(假定Fs=1KHz) //sampling_rate:4~1000(Hz) //返回值:0,成功 // 其他,錯誤代碼 u8 MPU9250_Init(u8 gyro_dps, u8 acc_g, u16 sampling_rate) { u8 res=0; IIC_Init(); //初始化IIC總線 MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80);//復位MPU9250 delay_ms(100); //延時100ms MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00);//喚醒MPU9250 MPU_Set_Gyro_Fsr(gyro_dps); //陀螺儀傳感器,±2000dps delay_ms(10); res = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_GYRO_CFG_REG); //DEBUG_PRINT("MPU_GYRO_CFG_REG: res = %d\r\n", res); MPU_Set_Accel_Fsr(acc_g); //加速度傳感器,±8g delay_ms(10); res = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_ACCEL_CFG_REG); //DEBUG_PRINT("MPU_ACCEL_CFG_REG: res = %d\r\n", res); MPU_Set_Rate(sampling_rate); //設置采樣率100Hz res = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_SAMPLE_RATE_REG); //DEBUG_PRINT("MPU_SAMPLE_RATE_REG: res = %d\r\n", res); MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_INT_EN_REG,0X00); //關閉所有中斷 MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_USER_CTRL_REG,0X00);//I2C主模式關閉 MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_FIFO_EN_REG,0X00); //關閉FIFO MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_INTBP_CFG_REG,0X82);//INT引腳低電平有效，開啟bypass模式，可以直接讀取磁力計 res=MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_DEVICE_ID_REG); //讀取MPU6500的ID if(res==MPU6500_ID1 || res==MPU6500_ID2) //器件ID正確 { MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01); //設置CLKSEL,PLL X軸為參考 MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00); //加速度與陀螺儀都工作 MPU_Set_Rate(sampling_rate); //設置采樣率為100Hz delay_ms(10); }else return 1; res = MPU_Read_Byte(AK8963_ADDR,MAG_WIA); //讀取AK8963 ID if(res==AK8963_ID) { MPU_Write_Byte(AK8963_ADDR,MAG_CNTL1,0X11); //設置AK8963為單次測量模式 }else return 1; return 0; } //設置MPU9250陀螺儀傳感器滿量程范圍 //fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps //返回值:0,設置成功 // 其他,設置失敗 u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr) { return MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3);//設置陀螺儀滿量程范圍 } //設置MPU9250加速度傳感器滿量程范圍 //fsr:0,±2g;1,±4g;2,±8g;3,±16g //返回值:0,設置成功 // 其他,設置失敗 u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr) { return MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3);//設置加速度傳感器滿量程范圍 } //設置MPU9250的數字低通濾波器 //lpf:數字低通濾波頻率(Hz) //返回值:0,設置成功 // 其他,設置失敗 u8 MPU_Set_LPF(u16 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(MPU9250_ADDR,MPU_CFG_REG,data);//設置數字低通濾波器 } //設置MPU9250的采樣率(假定Fs=1KHz) //rate:4~1000(Hz) //返回值:0,設置成功 // 其他,設置失敗 u8 MPU_Set_Rate(u16 rate) { u8 data; if(rate>1000)rate=1000; if(rate<4)rate=4; data=1000/rate-1; data=MPU_Write_Byte(MPU9250_ADDR,MPU_SAMPLE_RATE_REG,data); //設置數字低通濾波器 return MPU_Set_LPF(rate/2); //自動設置LPF為采樣率的一半 } //得到溫度值 //返回值:溫度值(擴大了100倍) short MPU_Get_Temperature(void) { u8 buf[2]; short raw; float temp; MPU_Read_Len(MPU9250_ADDR,MPU_TEMP_OUTH_REG,2,buf); raw=((u16)buf[0]<<8)|buf[1]; temp=21+((double)raw)/333.87; 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(帶符號) //返回值:0,成功 // 其他,錯誤代碼 u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz) { u8 buf[6],res; res=MPU_Read_Len(MPU9250_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:陀螺儀x,y,z軸的原始讀數(帶符號) //返回值:0,成功 // 其他,錯誤代碼 u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az) { u8 buf[6],res; // buf[0] = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_ACCEL_XOUTL_REG); // buf[1] = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_ACCEL_XOUTH_REG); // *ax = (buf[1] << 8) | buf[0]; // buf[2] = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_ACCEL_YOUTL_REG); // buf[3] = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_ACCEL_YOUTH_REG); // *ay = (buf[3] << 8) | buf[2]; // buf[4] = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_ACCEL_ZOUTL_REG); // buf[5] = MPU_Read_Byte(MPU9250_ADDR, MPU_ACCEL_ZOUTH_REG); // *az = (buf[5] << 8) | buf[4]; res=MPU_Read_Len(MPU9250_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;; } //得到磁力計值(原始值) //mx,my,mz:磁力計x,y,z軸的原始讀數(帶符號) //返回值:0,成功 // 其他,錯誤代碼 u8 MPU_Get_Magnetometer(short *mx,short *my,short *mz) { u8 buf[6],res; res=MPU_Read_Len(AK8963_ADDR,MAG_XOUT_L,6,buf); if(res==0) { *mx=((u16)buf[1]<<8)|buf[0]; *my=((u16)buf[3]<<8)|buf[2]; *mz=((u16)buf[5]<<8)|buf[4]; } MPU_Write_Byte(AK8963_ADDR,MAG_CNTL1,0X11); //AK8963每次讀完以后都需要重新設置為單次測量模式 delay_ms(5); return res;; } //IIC連續寫 //addr:器件地址 //reg:寄存器地址 //len:寫入長度 //buf:數據區 //返回值:0,正常 // 其他,錯誤代碼 u8 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf) { u8 i; IIC_Start(); IIC_Send_Byte((addr<<1)|0); //發送器件地址+寫命令 if(IIC_Wait_Ack()) //等待應答 { IIC_Stop(); return 1; } IIC_Send_Byte(reg); //寫寄存器地址 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 for(i=0;i<len;i++) { IIC_Send_Byte(buf[i]); //發送數據 if(IIC_Wait_Ack()) //等待ACK { IIC_Stop(); return 1; } } IIC_Stop(); return 0; } //IIC連續讀 //addr:器件地址 //reg:要讀取的寄存器地址 //len:要讀取的長度 //buf:讀取到的數據存儲區 //返回值:0,正常 // 其他,錯誤代碼 u8 MPU_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf) { IIC_Start(); IIC_Send_Byte((addr<<1)|0); //發送器件地址+寫命令 if(IIC_Wait_Ack()) //等待應答 { IIC_Stop(); return 1; } IIC_Send_Byte(reg); //寫寄存器地址 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 IIC_Start(); IIC_Send_Byte((addr<<1)|1); //發送器件地址+讀命令 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 while(len) { if(len==1) *buf=IIC_Read_Byte(0);//讀數據,發送nACK else *buf=IIC_Read_Byte(1); //讀數據,發送ACK len--; buf++; } IIC_Stop(); //產生一個停止條件 return 0; } //IIC寫一個字節 //devaddr:器件IIC地址 //reg:寄存器地址 //data:數據 //返回值:0,正常 // 其他,錯誤代碼 u8 MPU_Write_Byte(u8 addr,u8 reg,u8 data) { IIC_Start(); IIC_Send_Byte((addr<<1)|0); //發送器件地址+寫命令 IIC_Wait_Ack(); // if(IIC_Wait_Ack()) //等待應答 // { // IIC_Stop(); // return 1; // } IIC_Send_Byte(reg); //寫寄存器地址 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 IIC_Send_Byte(data); //發送數據 IIC_Wait_Ack(); // if(IIC_Wait_Ack()) //等待ACK // { // IIC_Stop(); // return 1; // } IIC_Stop(); return 0; } //IIC讀一個字節 //reg:寄存器地址 //返回值:讀到的數據 u8 MPU_Read_Byte(u8 addr,u8 reg) { u8 res; IIC_Start(); IIC_Send_Byte((addr<<1)|0); //發送器件地址+寫命令 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 IIC_Send_Byte(reg); //寫寄存器地址 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 IIC_Start(); IIC_Send_Byte((addr<<1)|1); //發送器件地址+讀命令 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 res=IIC_Read_Byte(0); //讀數據,發送nACK IIC_Stop(); //產生一個停止條件 return res; }
mpu9250.h:
#ifndef _MPU9250_H #define _MPU9250_H //#include "MPU9250_Config.h" //移植所需要配置的文件 #include <iic.h> #include "inv_mpu.h" #include "GlobalVariable.h" //如果AD0腳(9腳)接地,IIC地址為0X68(不包含最低位). //如果接V3.3,則IIC地址為0X69(不包含最低位). #define MPU9250_ADDR 0X68 //MPU6500的器件IIC地址 #define MPU6500_ID1 0X71 //MPU6500的器件ID1 #define MPU6500_ID2 0X73 //MPU6500的器件ID2 //MPU9250內部封裝了一個AK8963磁力計,地址和ID如下: #define AK8963_ADDR 0X0C //AK8963的I2C地址 #define AK8963_ID 0X48 //AK8963的器件ID //AK8963的內部寄存器 #define MAG_WIA 0x00 //AK8963的器件ID寄存器地址 #define MAG_CNTL1 0X0A #define MAG_CNTL2 0X0B #define MAG_XOUT_L 0X03 #define MAG_XOUT_H 0X04 #define MAG_YOUT_L 0X05 #define MAG_YOUT_H 0X06 #define MAG_ZOUT_L 0X07 #define MAG_ZOUT_H 0X08 //MPU6500的內部寄存器 #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_XG_OFFS_USRH 0x13 //偏移寄存器 #define MPU_XG_OFFS_USRL 0x14 #define MPU_YG_OFFS_USRH 0x15 #define MPU_YG_OFFS_USRL 0x16 #define MPU_ZG_OFFS_USRH 0x17 #define MPU_ZG_OFFS_USRL 0x18 #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 //運動檢測閥值設置寄存器 #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器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV0_REG 0X26 //IIC從機0數據地址寄存器 #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器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV1_REG 0X29 //IIC從機1數據地址寄存器 #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器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV2_REG 0X2C //IIC從機2數據地址寄存器 #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器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV3_REG 0X2F //IIC從機3數據地址寄存器 #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器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV4_REG 0X32 //IIC從機4數據地址寄存器 #define MPU_I2CSLV4_DO_REG 0X33 //IIC從機4寫數據寄存器 #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讀數據寄存器 #define MPU_I2CMST_STA_REG 0X36 //IIC主機狀態寄存器 #define MPU_INTBP_CFG_REG 0X37 //中斷/旁路設置寄存器 #define MPU_INT_EN_REG 0X38 //中斷使能寄存器 #define MPU_INT_STA_REG 0X3A //中斷狀態寄存器 #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數據寄存器 #define MPU_I2CSLV1_DO_REG 0X64 //IIC從機1數據寄存器 #define MPU_I2CSLV2_DO_REG 0X65 //IIC從機2數據寄存器 #define MPU_I2CSLV3_DO_REG 0X66 //IIC從機3數據寄存器 #define MPU_I2CMST_DELAY_REG 0X67 //IIC主機延時管理寄存器 #define MPU_SIGPATH_RST_REG 0X68 //信號通道復位寄存器 #define MPU_MDETECT_CTRL_REG 0X69 //運動檢測控制寄存器 #define MPU_USER_CTRL_REG 0X6A //用戶控制寄存器 #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 u8 MPU9250_Init(u8 gyro_dps, u8 acc_g, u16 sampling_rate); u8 MPU_WaitForReady(u8 devaddr); u8 MPU_Write_Byte(u8 devaddr,u8 reg,u8 data); u8 MPU_Read_Byte(u8 devaddr,u8 reg); u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr); u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr); u8 MPU_Set_Rate(u16 rate); u8 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf); u8 MPU_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf); short MPU_Get_Temperature(void); u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz); u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az); u8 MPU_Get_Magnetometer(short *mx,short *my,short *mz); #endif
上述文件中的u8、u16等類型的變量 需要自己使用define替換成uint8_t、uint16_t等。
IIC的設置參考STM32 CUBEIDE 模擬IIC文件
step5: 函數調用
編譯成功后調用
u8 mpu_dmp_init(void);
進行初始化，如果自檢通不過可以修改可以搜索sample_wait_ms，將test結構體的sample_wait_ms參數時間修改為5ms
校准的話一般通過8字校准方法，校准過程就更容易完成
調用以下函數
short MPU_Get_Temperature(void); u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz); u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az); u8 MPU_Get_Magnetometer(short *mx,short *my,short *mz);
獲取原始溫度、角速度、加速度、磁場信息
調用以下函數
u8 mpu_dmp_get_data(float *pitch,float *roll,float *yaw); u8 mpu_mpl_get_data(float *pitch,float *roll,float *yaw);
分別獲取dmp處理過的數據和mpl處理過的數據。