一. 简介
MPU6050是一款六轴陀螺仪，可以通过IIC协议输出三个方向上的加速度和角速度，在平衡车和飞控中较为常见。一般情况下，模块有用的引脚只有四个(其它的不常用)，即VCC，GND，SDA和SCL。操作它的第一步，即编写IIC协议。

二. IIC协议
作为三大常用协议之一，掌握它是非常有必要的。IIC为主从协议，分为主机和从机。IIC协议要比SPI要简单那么一点,没有像SPI那样还有模式的配置。下面就简单说说IIC协议。
SDA： IIC的数据线
SCL：IIC的时钟线

1.空闲态: SDA和SCL都为高电平。
2.起始态: 主机将SDA拉低
3.数据传输: 在SCL为低电平的时候，将数据输出，在SCL为高电平的时候，将数据输入。
4.应答态：在SCL为高电平的时候，检测到SDA为低电平。
5.非应答态：在SCL为高电平的时候，检测到SDA为高电平。
6.停止态：在SCL为高电平的时候，将SDA由低拉高。
IIC协议一共可以分为这六种状态，接下来将简要说明如何将这六种状态组成一个完整的IIC协议，来驱动MPU6050。

(1). IIC写
数据输出是以一个byte为单位的，从机地址一般为七位，与读写标志一起组成一个byte。0为写，1为读。
开始 -》 从机地址 + 0 -》 应答 -》发送寄存器地址 -》 应答 -》 写入数据 -》 非应答（应答） -》 停止



(2). IIC读
IIC读数据要比IIC写数据要复杂一点，主要是步骤上多了几步，但是状态什么的都完全一样。

开始 -》 从机地址 + 0 -》 应答 -》发送读取寄存器地址 -》 应答 -》开始 -》 从机地址 + 1 -》 读取数据 -》应答 -》 停止

可以看到，只要将这几个状态实现了，按照这个流程就可以很容易实现IIC的读和写。大概的时序图如下。



三. 代码实现
根据上面的六个状态，定义出对应的六个函数，对应的只有五个，空闲态忽略，因为经过Stop后，IIC的时钟线和数据线都已经为高了。delay时间需要根据从机所能接受的最大速率来决定，不然的话，会出错，下面就来详细说明这几个函数。



(1) MPU6050IICDelay(void)
这就不用说明什么了

1. void MPU6050IICDelay(void)
   
2. {
   
3.     uint16_t i = 250;
   
4.     while(i--);
   
5. }

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(2) MPU6050IICStart(void)
将SDA配置为输出模式。然后将SCL和SDA全部拉高，dealy后，将SDA拉低，就ok了。

1. void MPU6050IICStart(void)
   
2. {
   
3.     SetSDAOut();
   
4.     SCLHigh();
   
5.     SDAHigh();
   
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     SDALow();
   
8.     MPU6050IICDelay();
   
9. }

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(3) MPU6050IICACK(void)
这里只包含了从机应答。

1. void MPU6050IICACK(void)
   
2. {   
   
3.     SCLLow();
   
4.     MPU6050IICDelay();
   
5.     SetSDAIn();
   
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     SCLHigh();
   
8.     MPU6050IICDelay();
   
9.     SDARead();
   
10.     MPU6050IICDelay();
    
11.     SCLLow();
    
12. }

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(4) MPU6050IICStop(void)
停止位这里，需要先将SCL和SDA都拉低，然后先将SCL拉高，后将SDA拉高，

1. void MPU6050IICStop(void)
   
2. {
   
3.     SetSDAOut();
   
4.     MPU6050IICDelay();
   
5.     SCLLow();
   
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     SDALow();
   
8.     MPU6050IICDelay();
   
9.     SCLHigh();
   
10.     MPU6050IICDelay();
    
11.     SDAHigh();
    
12.     MPU6050IICDelay();
    
13. }

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(5) MPU6050IICWrite(void)

1. void MPU6050IICWrite(uint8_t data)
   
2. {
   
3.     uint8_t i;
   
4.     SetSDAOut();
   
5.     MPU6050IICDelay();
   
6.     for(i = 0 ; i < 8; i++)
   
7.     {
   
8.         SCLLow();
   
9.         MPU6050IICDelay();
   
10.         if(data & 0x80)
    
11.             SDAHigh();
    
12.         else
    
13.             SDALow();
    
14.         data = data << 1;
    
15.         MPU6050IICDelay();
    
16.         SCLHigh();
    
17.         MPU6050IICDelay();
    
18.     }
    
19. }

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(6) MPU6050IICRead(void)

1. uint8_t MPU6050IICRead(void)
   
2. {
   
3.     uint8_t i;
   
4.     uint8_t data = 0;
   
5.     SetSDAIn();
   
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     for(i = 0;i < 8; i++)
   
8.     {
   
9.         SCLLow();
   
10.         MPU6050IICDelay();
    
11.         SCLHigh();
    
12.         MPU6050IICDelay();
    
13.         if(SDARead())
    
14.             data = data | 0x01;
    
15.         else
    
16.             data = data | 0x00;
    
17.         data = data << 1;
    
18.         MPU6050IICDelay();
    
19.     }
    
20.     return data;
    
21. }

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读写数据，可以搭配时序图来，都是将SCL为低的时候，将数据送出去。在SCL为高的时候，接收数据。
然后将上面的这几个函数依次组合成读写两个函数



这里IIC驱动编写完成。

四. MPU6050 初始化
初始化的实质就是对寄存器进行配置，这就要查看芯片手册，了解每一个寄存器的作用了，以及初始化的时候寄存器配置的顺序。
这里将重要的寄存器列举出来了

1. #define MPU6050Addr     0xD0
   
2. #define ACCEL_XOUT_H    0x3B
   
3. #define ACCEL_XOUT_L    0x3C
   
4. #define ACCEL_YOUT_H    0x3D
   
5. #define ACCEL_YOUT_L    0x3E
   
6. #define ACCEL_ZOUT_H    0x3F
   
7. #define ACCEL_ZOUT_L    0x40
   
8. 
   
9. #define GYRO_XOUT_H     0x43
   
10. #define GYRO_XOUT_L     0x44
    
11. #define GYRO_YOUT_H     0x45
    
12. #define GYRO_YOUT_L     0x46
    
13. #define GYRO_ZOUT_H     0x47
    
14. #define GYRO_ZOUT_L     0x48
    
15. 
    
16. #define PWR_MGMT_1      0x6B
    
17. #define PWR_MGMT_2      0x6C
    
18. #define SMPLRT_DIV      0x19
    
19. #define MPU_CONFIG      0x1A
    
20. #define GYRO_CONFIG     0x1B
    
21. #define ACCEL_CONFIG    0x1C
    
22. 
    
23. #define MPU6050ID       0x75
    

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（1). 初始化

1. /*MPU6050初始化*/
   
2. void MPU6050Init(void)
   
3. {
   
4.     MPU6050GPIOInit();
   
5.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,PWR_MGMT_1,0x80);
   
6.     rt_thread_mdelay(100);
   
7.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,PWR_MGMT_1,0x00);
   
8.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,SMPLRT_DIV,0x00);
   
9.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,MPU_CONFIG,0x03);
   
10.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,GYRO_CONFIG,0x18);// gyro scale  ：+-2000°/s
    
11.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,ACCEL_CONFIG,0x10);// Accel scale ：+-8g (65536/16=4096 LSB/g)  
    
12.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,0x6B,0x01);
    
13. }   

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（2）验证
通过读取芯片的ID，可以确定IIC是否有问题。

1. /*读取MPU6050的ID*/
   
2. uint8_t MPU6050GetId(void)
   
3. {
   
4.     return MPU6050IICReadRegister(MPU6050Addr,MPU6050ID);
   
5. }

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