[嵌入式]【STM32】I2C练习，HAL库读取MPU6050角度陀螺仪

MPU6050简介

MPU-6000（6050）为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题，减少了大量的封装空间。当连接到三轴磁强计时，MPU-60X0提供完整的9轴运动融合输出到其主I2C或SPI端口(SPI仅在MPU-6000上可用)。

寄存器查询表格

STM32CubeMx配置

配置使用外部高速时钟

配置调试方式

配置I2C，这里只需要选择I2C即可其余配置默认，记住自己选择的I2C引脚。

配置时钟

生成工程

代码文件

mpu6050.h文件

#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H

#include "main.h"

#define SMPLRT_DIV   0x19  // 采样率分频，典型值：0x07(125Hz) */
#define CONFIG       0x1A  // 低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz) */
#define GYRO_CONFIG  0x1B  // 陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s) */
#define ACCEL_CONFIG 0x1C  // 加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01(不自检，2G，5Hz) */

#define ACCEL_XOUT_H 0x3B  // 存储最近的X轴、Y轴、Z轴加速度感应器的测量值 */
#define ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ACCEL_ZOUT_L 0x40

#define TEMP_OUT_H   0x41  // 存储的最近温度传感器的测量值 */
#define TEMP_OUT_L   0x42

#define GYRO_XOUT_H  0x43  // 存储最近的X轴、Y轴、Z轴陀螺仪感应器的测量值 */
#define GYRO_XOUT_L  0x44 
#define GYRO_YOUT_H  0x45
#define GYRO_YOUT_L  0x46
#define GYRO_ZOUT_H  0x47
#define GYRO_ZOUT_L  0x48

#define PWR_MGMT_1   0x6B   // 电源管理，典型值：0x00(正常启用) */
#define WHO_AM_I     0x75 	// IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读) */
#define MPU6050_ADDR 0xD0	// MPU6050手册上的地址，这里也可以使用serch函数去搜索

typedef struct{
	// 角速度
	float Accel_X;
	float Accel_Y;
	float Accel_Z;
	// 角度
	float Gyro_X;
	float Gyro_Y;
	float Gyro_Z;
	// 温度
	float Temp;
}MPU6050DATATYPE;

extern MPU6050DATATYPE Mpu6050_Data;
extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;
extern I2C_HandleTypeDef hi2c2;

int16_t Sensor_I2C2_Serch(void);
int8_t MPU6050_Init(int16_t Addr);

int8_t Sensor_I2C2_ReadOneByte(uint16_t DevAddr, uint16_t MemAddr, uint8_t *oData);
int8_t Sensor_I2C2_WriteOneByte(uint16_t DevAddr, uint16_t MemAddr, uint8_t *iData);

void MPU6050_Read_Accel(void);
void MPU6050_Read_Gyro(void);
void MPU6050_Read_Temp(void);

#endif

mpu6050.c文件

#include "mpu6050.h"

static int16_t Mpu6050Addr = 0xD0;
MPU6050DATATYPE Mpu6050_Data;

int8_t Sensor_I2C2_Read(uint16_t DevAddr, uint16_t MemAddr, uint8_t *oData, uint8_t DataLen)
{
	return HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2,DevAddr,MemAddr,1,oData,DataLen,1000);
}

int8_t Sensor_I2C2_Write(uint16_t DevAddr, uint16_t MemAddr, uint8_t *iData, uint8_t DataLen)
{
	return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2,DevAddr,MemAddr,1,iData,DataLen,1000);
}

int16_t Sensor_I2C2_Serch(void)
{
	for(uint8_t i = 1; i < 255; i++)
	{
		if(HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c2, i, 1, 1000) == HAL_OK)
		{
			Mpu6050Addr = i;
			return i;
		}
	}
	return 0xD1;
}

int8_t MPU6050_Init(int16_t Addr)
{
	uint8_t check;
	HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2,Addr,WHO_AM_I,1,&check,1,1000);
	if(check == 0x98) // 确认设备用 地址寄存器
	{	
		check = 0x00;
		Sensor_I2C2_Write(Addr,PWR_MGMT_1,&check, 1); 	    // 唤醒
		check = 0x07;	
		Sensor_I2C2_Write(Addr,SMPLRT_DIV,&check, 1);	    // 1Khz的速率
		check = 0x00;
		Sensor_I2C2_Write(Addr,ACCEL_CONFIG,&check, 1);	 	// 加速度配置
		check = 0x00;
		Sensor_I2C2_Write(Addr,GYRO_CONFIG,&check, 1);		// 陀螺配置
		return 0;
	}
	return -1;
}

void MPU6050_Read_Accel(void)
{
	uint8_t Read_Buf[6];
	
	// 寄存器依次是加速度X高 - 加速度X低 - 加速度Y高位 - 加速度Y低位 - 加速度Z高位 - 加速度度Z低位
	Sensor_I2C2_Read(Mpu6050Addr, ACCEL_XOUT_H, Read_Buf, 6); 
	
	Mpu6050_Data.Accel_X = (int16_t)(Read_Buf[0] << 8 | Read_Buf[1]);
	Mpu6050_Data.Accel_Y = (int16_t)(Read_Buf[2] << 8 | Read_Buf[3]);
	Mpu6050_Data.Accel_Z = (int16_t)(Read_Buf[4] << 8 | Read_Buf[5]);
	
	Mpu6050_Data.Accel_X = Mpu6050_Data.Accel_X / 16384.0f;
	Mpu6050_Data.Accel_Y = Mpu6050_Data.Accel_Y / 16384.0f;
	Mpu6050_Data.Accel_Z = Mpu6050_Data.Accel_Z / 16384.0f;
	
}
void MPU6050_Read_Gyro(void)
{
	uint8_t Read_Buf[6];
	
	// 寄存器依次是角度X高 - 角度X低 - 角度Y高位 - 角度Y低位 - 角度Z高位 - 角度Z低位
	Sensor_I2C2_Read(Mpu6050Addr, GYRO_XOUT_H, Read_Buf, 6); 
	
	Mpu6050_Data.Gyro_X = (int16_t)(Read_Buf[0] << 8 | Read_Buf[1]);
	Mpu6050_Data.Gyro_Y = (int16_t)(Read_Buf[2] << 8 | Read_Buf[3]);
	Mpu6050_Data.Gyro_Z = (int16_t)(Read_Buf[4] << 8 | Read_Buf[5]);
	
	Mpu6050_Data.Gyro_X = Mpu6050_Data.Gyro_X / 131.0f;
	Mpu6050_Data.Gyro_Y = Mpu6050_Data.Gyro_Y / 131.0f;
	Mpu6050_Data.Gyro_Z = Mpu6050_Data.Gyro_Z / 131.0f;
	
}
void MPU6050_Read_Temp(void)
{
    uint8_t Read_Buf[2];
	
	Sensor_I2C2_Read(Mpu6050Addr, TEMP_OUT_H, Read_Buf, 2); 
	
	Mpu6050_Data.Temp = (int16_t)(Read_Buf[0] << 8 | Read_Buf[1]);
	
	Mpu6050_Data.Temp = 36.53f + (Mpu6050_Data.Temp / 340.0f);
}

main.c文件

MPU6050_Init(Sensor_I2C2_Serch());
while(1)
{
		HAL_Delay(500);
		MPU6050_Read_Accel();
		MPU6050_Read_Gyro();
		MPU6050_Read_Temp();
}

总结

MPU6050的数据的读取非常的简单，但是这个数据还无法直接使用，这里我只是用来联系I2C的读取，对于六轴的算法还有很多，可以转移到别的博主文章进行学习参考。

《新程序员》：云原生和全面数字化实践

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