STM32利用硬件I2C读取MPU6050陀螺仪数据

🕗 发布于 2024-04-27 22:41 stm32 嵌入式硬件 单片机

有了前面的基本配置，这节读取MPU6050的数据还算是简单，主要就是初始化时给MPU6050一些配置，取消睡眠模式，MPU6050开机是默认睡眠模式的，读写无效，所以上来就要先更改配置：

MPU6050寄存器初始化，需要对照MPU6050手册的寄存器描述配置，此处仅配置了部分重要的寄存器：

电源管理寄存器1，取消睡眠模式，选择时钟源为X轴陀螺仪

电源管理寄存器2，保持默认值0，所有轴均不待机

采样率分频寄存器，配置采样率

配置寄存器，配置DLPF

陀螺仪配置寄存器，选择满量程为±2000°/s

加速度计配置寄存器，选择满量程为±16g

配置完MPU6050的各个功能寄存器，剩下的就是读取陀螺仪的数据了。

函数：MPU6050获取数据
参数：AccX AccY AccZ 加速度计X、Y、Z轴的数据，使用输出参数的形式返回，范围：-32768~32767

参数：GyroX GyroY GyroZ 陀螺仪X、Y、Z轴的数据，使用输出参数的形式返回，范围：-32768~32767

读取加速度计X轴的高8位数据

读取加速度计X轴的低8位数据

数据拼接，通过输出参数返回

MUP6050.c文件：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "MPU6050_Reg.h"

#define MPU6050_ADDRESS0xD0//MPU6050的I2C从机地址

/**
  * 函    数：MPU6050等待事件
  * 参    数：同I2C_CheckEvent
  * 返 回 值：无
  */
void MPU6050_WaitEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT)
{
uint32_t Timeout;
Timeout = 10000;//给定超时计数时间
while (I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT) != SUCCESS)//循环等待指定事件
{
Timeout --;//等待时，计数值自减
if (Timeout == 0)//自减到0后，等待超时
{
/*超时的错误处理代码，可以添加到此处*/
break;//跳出等待，不等了
}
}
}

/**
  * 函    数：MPU6050写寄存器
  * 参    数：RegAddress 寄存器地址，范围：参考MPU6050手册的寄存器描述
  * 参    数：Data 要写入寄存器的数据，范围：0x00~0xFF
  * 返 回 值：无
  */
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
{
I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);//硬件I2C生成起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);//等待EV5

I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//硬件I2C发送从机地址，方向为发送
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);//等待EV6

I2C_SendData(I2C2, RegAddress);//硬件I2C发送寄存器地址
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING);//等待EV8

I2C_SendData(I2C2, Data);//硬件I2C发送数据
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);//等待EV8_2

I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);//硬件I2C生成终止条件
}

/**
  * 函    数：MPU6050读寄存器
  * 参    数：RegAddress 寄存器地址，范围：参考MPU6050手册的寄存器描述
  * 返 回 值：读取寄存器的数据，范围：0x00~0xFF
  */
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{
uint8_t Data;

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);//硬件I2C生成起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);//等待EV5

I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//硬件I2C发送从机地址，方向为发送
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);//等待EV6

I2C_SendData(I2C2, RegAddress);//硬件I2C发送寄存器地址
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);//等待EV8_2

I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);//硬件I2C生成重复起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);//等待EV5

I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);//硬件I2C发送从机地址，方向为接收
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED);//等待EV6

I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE);//在接收最后一个字节之前提前将应答失能
I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);//在接收最后一个字节之前提前申请停止条件

MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED);//等待EV7
Data = I2C_ReceiveData(I2C2);//接收数据寄存器

I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);//将应答恢复为使能，为了不影响后续可能产生的读取多字节操作

return Data;
}

/**
  * 函    数：MPU6050初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void MPU6050_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);//开启I2C2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);//开启GPIOB的时钟

/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//将PB10和PB11引脚初始化为复用开漏输出

/*I2C初始化*/
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;//定义结构体变量
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;//模式，选择为I2C模式
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 50000;//时钟速度，选择为50KHz
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;//时钟占空比，选择Tlow/Thigh = 2
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;//应答，选择使能
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;//应答地址，选择7位，从机模式下才有效
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;//自身地址，从机模式下才有效
I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStructure);//将结构体变量交给I2C_Init，配置I2C2

/*I2C使能*/
I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);//使能I2C2，开始运行

/*MPU6050寄存器初始化，需要对照MPU6050手册的寄存器描述配置，此处仅配置了部分重要的寄存器*/
MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_1, 0x01);//电源管理寄存器1，取消睡眠模式，选择时钟源为X轴陀螺仪
MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_2, 0x00);//电源管理寄存器2，保持默认值0，所有轴均不待机
MPU6050_WriteReg(MPU6050_SMPLRT_DIV, 0x09);//采样率分频寄存器，配置采样率
MPU6050_WriteReg(MPU6050_CONFIG, 0x06);//配置寄存器，配置DLPF
MPU6050_WriteReg(MPU6050_GYRO_CONFIG, 0x18);//陀螺仪配置寄存器，选择满量程为±2000°/s
MPU6050_WriteReg(MPU6050_ACCEL_CONFIG, 0x18);//加速度计配置寄存器，选择满量程为±16g
}


/**
  * 函    数：MPU6050获取ID号
  * 参    数：无
  * 返 回 值：MPU6050的ID号
  */
uint8_t MPU6050_GetID(void)
{
return MPU6050_ReadReg(MPU6050_WHO_AM_I);//返回WHO_AM_I寄存器的值
}

/**
  * 函    数：MPU6050获取数据
  * 参    数：AccX AccY AccZ 加速度计X、Y、Z轴的数据，使用输出参数的形式返回，范围：-32768~32767
  * 参    数：GyroX GyroY GyroZ 陀螺仪X、Y、Z轴的数据，使用输出参数的形式返回，范围：-32768~32767
  * 返 回 值：无
  */
void MPU6050_GetData(int16_t *AccX, int16_t *AccY, int16_t *AccZ, 
int16_t *GyroX, int16_t *GyroY, int16_t *GyroZ, int16_t *Temp)
{
uint8_t DataH, DataL;//定义数据高8位和低8位的变量

DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_H);//读取加速度计X轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_L);//读取加速度计X轴的低8位数据
*AccX = (DataH << 8) | DataL;//数据拼接，通过输出参数返回

DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_H);//读取加速度计Y轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_L);//读取加速度计Y轴的低8位数据
*AccY = (DataH << 8) | DataL;//数据拼接，通过输出参数返回

DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_H);//读取加速度计Z轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_L);//读取加速度计Z轴的低8位数据
*AccZ = (DataH << 8) | DataL;//数据拼接，通过输出参数返回

DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_H);//读取陀螺仪X轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_L);//读取陀螺仪X轴的低8位数据
*GyroX = (DataH << 8) | DataL;//数据拼接，通过输出参数返回

DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_H);//读取陀螺仪Y轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_L);//读取陀螺仪Y轴的低8位数据
*GyroY = (DataH << 8) | DataL;//数据拼接，通过输出参数返回

DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_H);//读取陀螺仪Z轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_L);//读取陀螺仪Z轴的低8位数据
*GyroZ = (DataH << 8) | DataL;//数据拼接，通过输出参数返回

DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_TEMP_OUT_H);//读取温度传感器的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_TEMP_OUT_L);//读取温度传感器的低8位数据
*Temp = (DataH << 8) | DataL;//数据拼接，通过输出参数返回
}

MPU6050.h文件：

#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H

void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data);
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress);

void MPU6050_Init(void);
uint8_t MPU6050_GetID(void);
void MPU6050_GetData(int16_t *AccX, int16_t *AccY, int16_t *AccZ, 
int16_t *GyroX, int16_t *GyroY, int16_t *GyroZ, int16_t *Temp);

#endif

MPU6050_Reg.h文件：

#ifndef __MPU6050_REG_H
#define __MPU6050_REG_H

#defineMPU6050_SMPLRT_DIV0x19
#defineMPU6050_CONFIG0x1A
#defineMPU6050_GYRO_CONFIG0x1B
#defineMPU6050_ACCEL_CONFIG0x1C

#defineMPU6050_ACCEL_XOUT_H0x3B
#defineMPU6050_ACCEL_XOUT_L0x3C
#defineMPU6050_ACCEL_YOUT_H0x3D
#defineMPU6050_ACCEL_YOUT_L0x3E
#defineMPU6050_ACCEL_ZOUT_H0x3F
#defineMPU6050_ACCEL_ZOUT_L0x40
#defineMPU6050_TEMP_OUT_H0x41
#defineMPU6050_TEMP_OUT_L0x42
#defineMPU6050_GYRO_XOUT_H0x43
#defineMPU6050_GYRO_XOUT_L0x44
#defineMPU6050_GYRO_YOUT_H0x45
#defineMPU6050_GYRO_YOUT_L0x46
#defineMPU6050_GYRO_ZOUT_H0x47
#defineMPU6050_GYRO_ZOUT_L0x48

#defineMPU6050_PWR_MGMT_10x6B
#defineMPU6050_PWR_MGMT_20x6C
#defineMPU6050_WHO_AM_I0x75

#endif

main.c文件：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MPU6050.h"

uint8_t ID;//定义用于存放ID号的变量
int16_t AX, AY, AZ, GX, GY, GZ, TM;//定义用于存放各个数据的变量

int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init();//OLED初始化
MPU6050_Init();//MPU6050初始化

/*显示ID号*/
OLED_ShowString(1, 1, "ID:");//显示静态字符串
ID = MPU6050_GetID();//获取MPU6050的ID号
OLED_ShowHexNum(1, 4, ID, 2);//OLED显示ID号

while (1)
{
MPU6050_GetData(&AX, &AY, &AZ, &GX, &GY, &GZ, &TM);//获取MPU6050的数据
OLED_ShowNum(1,8, (TM/340 + 36.5), 2);                //显示温度

OLED_ShowSignedNum(2, 1, AX, 5);//OLED显示数据
OLED_ShowSignedNum(3, 1, AY, 5);
OLED_ShowSignedNum(4, 1, AZ, 5);
OLED_ShowSignedNum(2, 8, GX, 5);
OLED_ShowSignedNum(3, 8, GY, 5);
OLED_ShowSignedNum(4, 8, GZ, 5);
}
}

以上文件通过编译后下载到芯片中就能得到如下图的结果了：

原文地址：https://blog.csdn.net/xingyuncao520025/article/details/138020117

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