一. 简介
: U, h# O- A6 k3 T. ?4 v7 zMPU6050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。
5 P* A/ v' t: Z, O1 e7 g; u
1 \" A5 x8 q( C二. IIC协议
6 {! {+ y' Q" z" P7 ]1 p% t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。
; l( `; ?+ Z- D" I% x( a+ A  l! jSDA： IIC的数据线
- V" r# I& J( _; V3 f5 F& ESCL：IIC的时钟线
2 M9 G$ h. E" {
' m& ~% h: ^. w/ y0 y+ P0 b1.空闲态: SDA和SCL都为高电平。
+ W4 W, U+ u7 X' s; _, Q7 H7 S2.起始态: 主机将SDA拉低
3 Z, d* K1 H6 m! {0 k3.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。
% D1 e) m& Z, d7 {6 h7 w8 b4.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。
$ W0 [; @+ ]/ e0 N9 c- l2 O
(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。
, d: p% y/ B: \$ M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

3 Z2 F$ F& @! K% v* g
3 Q& x* k9 h. f) N  c
6 I' A5 p' j# H: @(2). IIC读
- O5 {( i6 K! O9 B/ l  J! k( p0 OIIC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
; N* r  y! [5 e' X# F
- T9 |% l  A" D  X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。
/ [2 N+ x5 h0 k% u


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。
# C3 d. ^0 t- W. f, Z5 x( P) q
* t/ s7 ?' l% k% z4 z5 P. V# N
2 n' H1 o- X9 W) j
4 r, L; i" a% x5 Z7 }8 P(1) MPU6050IICDelay(void)
6 _! o# F# V5 l$ f" A/ c这就不用说明什么了
8 X1 H8 p' }; t' e6 ?
: k' E; |3 ^8 [) L! H' g

1. void MPU6050IICDelay(void)
   
2. {
   ) k( d# y, o8 U- D) K- O# [
3.     uint16_t i = 250;
   4 x1 i: `  M( c/ [
4.     while(i--);
   
5. }

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(2) MPU6050IICStart(void)
: [$ X. p# S4 I* t! b: R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。
# P% ~& t# c' C5 o

1. void MPU6050IICStart(void)
   
2. {
   ; G- O) h* I7 Y) O! U; p
3.     SetSDAOut();
   & a* p, a0 j7 ?6 s; o) A
4.     SCLHigh();
   
5.     SDAHigh();
   
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     SDALow();
   
8.     MPU6050IICDelay();
   
9. }

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2 t& h$ p2 ]- O$ _" r(3) MPU6050IICACK(void)
, s: x" ?0 L" r- n这里只包含了从机应答。

1. void MPU6050IICACK(void)
   3 t6 g: @- g" L, z
2. {   
   1 F' a7 \+ n$ e1 w4 n
3.     SCLLow();
   
4.     MPU6050IICDelay();
   2 ~5 k4 Z# S. q$ X. b2 t& h% Z
5.     SetSDAIn();
   - H" }6 b9 K3 W" U6 i/ q
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     SCLHigh();
   
8.     MPU6050IICDelay();
   4 K& z4 `8 ]$ ?& C3 B% H7 N
9.     SDARead();
   
10.     MPU6050IICDelay();
    & l; ^7 ?2 H+ Z- e, R1 T5 }6 d
11.     SCLLow();
    7 t2 C, ~3 n, B( v
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，
2 c( `, L* a* b* l; Z
" Y7 X3 W2 P2 d' H

1. void MPU6050IICStop(void)
   . J1 F/ p* {1 O: N# ?0 c8 m  s
2. {
   
3.     SetSDAOut();
   2 `6 _$ Q! W( t% J& H' [
4.     MPU6050IICDelay();
   
5.     SCLLow();
   6 r  ?! C0 K. X8 z. j
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     SDALow();
   
8.     MPU6050IICDelay();
   $ d' @2 `# J0 b2 C: E7 T2 w
9.     SCLHigh();
   , ]7 M' L5 W7 x8 I& m/ |% T4 W
10.     MPU6050IICDelay();
    ; q4 W" v+ K9 ^9 q+ t; k1 p
11.     SDAHigh();
    
12.     MPU6050IICDelay();
    
13. }

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5 {& G$ ]: N  [# o1 q(5) MPU6050IICWrite(void)
& {0 M$ G3 y; m2 b/ a( l2 E

1. void MPU6050IICWrite(uint8_t data)
   
2. {
   4 S+ O, p2 ~0 ?/ i& s/ W
3.     uint8_t i;
     C$ s( m+ D8 i, ~
4.     SetSDAOut();
   
5.     MPU6050IICDelay();
   , H  l1 B8 h; B$ W& q
6.     for(i = 0 ; i < 8; i++)
   8 p( R5 u* r+ _0 d
7.     {
   * x. h0 @5 k/ n1 H) j
8.         SCLLow();
   0 V- Y/ |! A% ?/ o0 K
9.         MPU6050IICDelay();
   8 L7 f. ?( |5 J* s
10.         if(data & 0x80)
    
11.             SDAHigh();
    1 L9 i( \! R9 M5 G4 I
12.         else
    ) F6 u+ v3 V: \, ~
13.             SDALow();
    
14.         data = data << 1;
    
15.         MPU6050IICDelay();
    
16.         SCLHigh();
    6 H7 t! W8 ^# `- m6 Z
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 F/ d0 {* k/ ^/ ?' ]/ Y
9.         SCLLow();
   
10.         MPU6050IICDelay();
    * Q! {; H9 H. j3 c: p& ?
11.         SCLHigh();
    ' i# d& V3 H* j  I% k/ u5 L  Z
12.         MPU6050IICDelay();
    
13.         if(SDARead())
    
14.             data = data | 0x01;
    $ @4 w) F6 o' D' }  u9 o
15.         else
    - T6 M: Y3 |/ N( M
16.             data = data | 0x00;
    # G% Y1 C- B' b
17.         data = data << 1;
    
18.         MPU6050IICDelay();
    
19.     }
    
20.     return data;
    . o) D. c  v, _* R  R$ ~, r
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

+ x* k& E9 W5 F# F4 [9 `4 F
+ @6 T# c. m! q; B
/ z3 k8 D% o0 ~* _9 E$ i这里IIC驱动编写完成。

/ |0 \7 f/ p/ l# O* d8 y2 Z四. MPU6050 初始化
1 l4 a& H: A, N$ u9 H$ M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。
& E' ^) s4 i4 S% w0 y7 E2 G/ h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
   $ N* [" f# g1 Y) K1 S
4. #define ACCEL_YOUT_H    0x3D
   ( j9 {4 R% N; V2 x% W+ q, V  [
5. #define ACCEL_YOUT_L    0x3E
   
6. #define ACCEL_ZOUT_H    0x3F
   
7. #define ACCEL_ZOUT_L    0x40
   6 h+ ^, G. C$ J% D
8. 
   
9. #define GYRO_XOUT_H     0x43
   
10. #define GYRO_XOUT_L     0x44
    , J( V3 `* r/ [) \$ n6 X- o
11. #define GYRO_YOUT_H     0x45
    8 |# D2 }, P' P7 X& X
12. #define GYRO_YOUT_L     0x46
    
13. #define GYRO_ZOUT_H     0x47
    0 |1 p! M. O. W8 q! u( [9 Z
14. #define GYRO_ZOUT_L     0x48
    
15. 
    
16. #define PWR_MGMT_1      0x6B
    
17. #define PWR_MGMT_2      0x6C
    0 `% O& \. W8 R% N$ X
18. #define SMPLRT_DIV      0x19
    1 x1 D. J: K& J) W0 R
19. #define MPU_CONFIG      0x1A
    
20. #define GYRO_CONFIG     0x1B
      p, r) B& _$ J2 _" h' i
21. #define ACCEL_CONFIG    0x1C
    : V+ [3 o. r8 [# e
22. 
    / }/ u& E7 |1 K' @
23. #define MPU6050ID       0x75
    

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（1). 初始化

1. /*MPU6050初始化*/
   
2. void MPU6050Init(void)
   
3. {
   5 V$ s% s0 f- k5 L# K/ W# e8 ^
4.     MPU6050GPIOInit();
   7 B& m5 _' r3 W# T1 R
5.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,PWR_MGMT_1,0x80);
   
6.     rt_thread_mdelay(100);
   ! W" t; w/ d! s2 b+ d; T& m" W
7.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,PWR_MGMT_1,0x00);
   : `5 X1 z, d0 t$ E+ @6 d+ U8 G
8.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,SMPLRT_DIV,0x00);
   6 v5 Q5 I. u2 _; Q# P
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)  
    8 M5 A. j: T, u, Z' |, W
12.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,0x6B,0x01);
    & v( f, C! T3 L  [8 x# ?7 @6 l
13. }   

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（2）验证
9 I5 l6 V3 V2 e: \& o4 {8 g9 D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);
   / G7 \# N! N( i
5. }

复制代码

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$ C0 C  u' ]  y: C# H9 E! Z5 h



& h" \5 b$ L& V" w; F* N