【HAL库每天一例】第084例：MPU6050陀螺仪

haohao663 提问时间：2016-8-5 08:53 /

【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。。。。。
我们将坚持每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。

例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图

百度云盘：https://pan.baidu.com/s/1slN8rIt 密码：u6m1

360云盘：http://yunpan.cn/OcPiRp3wEcA92u密码 cfb6

（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\2. 软件设计之高级裸机例程(HAL库版本)\YSF1_HAL-118. MPU6050陀螺仪）
/**
  ******************************************************************************
  *                         硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: 1. MPU6050陀螺仪（软件I2C）
  *
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：硬石电子社区
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */

【1】例程简介
  I2C总线是飞利浦公司开发的两线式串行总线。用于连接微控制器和外围设备。它是同步通信的一
种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。通过串行数据
（SDA）线和串行时钟（SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识
别，而且都可以作为一个发送器或接收器。
MPU- 6000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之
轴间差的问题，减少了大量的包装空间。MPU-6000整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个
I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Motion
Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术
InvenSense的运动处理资料库，可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，
并为应用开发提供架构化的API。

【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号    IO端口    目标功能引脚       出厂默认设置
  JP1       PA10       TXD(CH340G)       已接入
  JP2       PA9       RXD(CH340G)       已接入

【3】操作及现象
使用开发板配套的MINI USB线连接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口（需要安装驱动），
在电脑端打开串口调试助手工具，设置参数为115200 8-N-1。下载完程序之后，将MPU6050接入I2C的
接口，在串口助手即可观察到各个值的变化

/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

软件模拟I2C

mpu6050.c文件内容

/**
******************************************************************************
* 文件名程: main.c
* 作者: 硬石嵌入式开发团队
* 版本: V1.0
* 编写日期: 2015-10-04
* 功能: MPU6050驱动程序
******************************************************************************
* 说明：
* 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
*
* 淘宝：
* 论坛：http://www.ing10bbs.com
* 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
******************************************************************************
*/
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "mpu6050/mpu6050.h"
#include "usart/bsp_debug_usart.h"
#include "i2c/bsp_i2c.h"
/* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
/* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
/**
* 函数功能: 写数据到MPU6050寄存器
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050_WriteReg(uint8_t reg_add,uint8_t reg_dat)
{
I2C_Start();
I2C_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS);
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(reg_add);
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(reg_dat);
I2C_WaitAck();
I2C_Stop();
}
/**
* 函数功能: 从MPU6050寄存器读取数据
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050_ReadData(uint8_t reg_add,unsigned char *Read,uint8_t num)
{
unsigned char i;
I2C_Start();
I2C_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS);
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(reg_add);
I2C_WaitAck();
I2C_Start();
I2C_SendByte(MPU6050_SLAVE_ADDRESS+1);
I2C_WaitAck();
for(i=0;i<(num-1);i++){
*Read=I2C_ReadByte(1);
Read++;
}
*Read=I2C_ReadByte(0);
I2C_Stop();
}
/**
* 函数功能: 初始化MPU6050芯片
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050_Init(void)
{
int i=0,j=0;
//在初始化之前要延时一段时间，若没有延时，则断电后再上电数据可能会出错
for(i=0;i<1000;i++)
{
for(j=0;j<1000;j++)
{
;
}
}
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x00); //解除休眠状态
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_SMPLRT_DIV , 0x07); //陀螺仪采样率，1KHz
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_CONFIG , 0x06); //低通滤波器的设置，截止频率是1K，带宽是5K
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_ACCEL_CONFIG , 0x00); //配置加速度传感器工作在2G模式，不自检
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_GYRO_CONFIG, 0x18); //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的ID
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
uint8_t MPU6050ReadID(void)
{
unsigned char Re = 0;
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_WHO_AM_I,&Re,1); //读器件地址
if(Re != 0x68)
{
printf("MPU6050 dectected error!\r\n检测不到MPU6050模块，请检查模块与开发板的接线");
return 0;
}
else
{
printf("MPU6050 ID = %d\r\n",Re);
return 1;
}
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的加速度数据
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050ReadAcc(short *accData)
{
uint8_t buf[6];
MPU6050_ReadData(MPU6050_ACC_OUT, buf, 6);
accData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
accData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
accData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的角速度数据
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050ReadGyro(short *gyroData)
{
uint8_t buf[6];
MPU6050_ReadData(MPU6050_GYRO_OUT,buf,6);
gyroData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
gyroData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
gyroData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的原始温度数据
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050ReadTemp(short *tempData)
{
uint8_t buf[2];
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2); //读取温度值
*tempData = (buf[0] << 8) | buf[1];
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的温度数据，转化成摄氏度
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050_ReturnTemp(short*Temperature)
{
short temp3;
uint8_t buf[2];
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2); //读取温度值
temp3= (buf[0] << 8) | buf[1];
*Temperature=(((double) (temp3 + 13200)) / 280)-13;
}
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

复制代码

硬件I2C

mpu6050.c文件内容

/**
******************************************************************************
* 文件名程: mpu6050.c
* 作者: 硬石嵌入式开发团队
* 版本: V1.0
* 编写日期: 2015-10-04
* 功能: MPU6050驱动程序
******************************************************************************
* 说明：
* 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
*
* 淘宝：
* 论坛：http://www.ing10bbs.com
* 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
******************************************************************************
*/
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "mpu6050/mpu6050.h"
#include "usart/bsp_debug_usart.h"
#include "i2c/bsp_i2c.h"
/* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
/* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
/**
* 函数功能: 写数据到MPU6050寄存器
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050_WriteReg(uint8_t reg_add,uint8_t reg_dat)
{
I2C_MPU6050_WriteData(MPU6050_SLAVE_ADDRESS,reg_add,reg_dat);
}
/**
* 函数功能: 从MPU6050寄存器读取数据
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050_ReadData(uint8_t reg_add,unsigned char *Read,uint8_t num)
{
I2C_MPU6050_ReadBuffer(MPU6050_SLAVE_ADDRESS,reg_add,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,Read,num);
}
/**
* 函数功能: 初始化MPU6050芯片
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050_Init(void)
{
int i=0,j=0;
//在初始化之前要延时一段时间，若没有延时，则断电后再上电数据可能会出错
for(i=0;i<1000;i++)
{
for(j=0;j<1000;j++)
{
;
}
}
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_PWR_MGMT_1, 0x00); //解除休眠状态
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_SMPLRT_DIV , 0x07); //陀螺仪采样率，1KHz
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_CONFIG , 0x06); //低通滤波器的设置，截止频率是1K，带宽是5K
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_ACCEL_CONFIG , 0x00); //配置加速度传感器工作在2G模式，不自检
MPU6050_WriteReg(MPU6050_RA_GYRO_CONFIG, 0x18); //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的ID
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
uint8_t MPU6050ReadID(void)
{
unsigned char Re = 0;
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_WHO_AM_I,&Re,1); //读器件地址
if(Re != 0x68)
{
printf("MPU6050 dectected error!\r\n检测不到MPU6050模块，请检查模块与开发板的接线");
return 0;
}
else
{
printf("MPU6050 ID = %d\r\n",Re);
return 1;
}
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的加速度数据
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050ReadAcc(short *accData)
{
uint8_t buf[6];
MPU6050_ReadData(MPU6050_ACC_OUT, buf, 6);
accData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
accData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
accData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的角速度数据
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050ReadGyro(short *gyroData)
{
uint8_t buf[6];
MPU6050_ReadData(MPU6050_GYRO_OUT,buf,6);
gyroData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
gyroData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
gyroData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的原始温度数据
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050ReadTemp(short *tempData)
{
uint8_t buf[2];
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2); //读取温度值
*tempData = (buf[0] << 8) | buf[1];
}
/**
* 函数功能: 读取MPU6050的温度数据，转化成摄氏度
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
void MPU6050_ReturnTemp(short*Temperature)
{
short temp3;
uint8_t buf[2];
MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2); //读取温度值
temp3= (buf[0] << 8) | buf[1];
*Temperature=(((double) (temp3 + 13200)) / 280)-13;
}
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

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赞收藏评论16 发布时间：2016-8-5 08:53

16个回答

Glenxu 回答时间：2020-3-30 09:32:09

很多人提到STM32的IIC库函数不好用、不稳定，由于我对C的编程知识起步，
所以只能用函数做，并且也不希望自己建"PROJECT"和“INIT”,在这样的基
础下，经过反复试验，最终发现MX HAL建立工程、初始化非常好用。
出现的问题和众多码农相同，最大的问题就是能收到地址“0X68”，所有其它数据为零不变！
最终经对比发现，程序没有问题，主要问题是IIC的初始化中不能随意增加延时，很多帖子和
MPU6050说明中提到要由足够的延时，其实这就是个坑，因为延时后6050又进入了休眠，
所以读出的值全为零。结论是该加延时的加，比该加的不要画蛇添足！
由于100K的IIC通讯速度很快，所以只在上电初始化和有复位操作后各加500mS延时，其它豆不需要，
除非你强制运行在很低的CPU时钟，否则IIC的初始化和读写没有跟不上速度的问题，不需要延时。
试验发现STM32F103和STM32F030对HAL库函数的IIC操作都很问题。

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