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。

, _+ n; f1 s6 _0 `% a5 S二. IIC协议
( g7 x4 a/ H) c) u% x. ?0 e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
7 U! D6 g- Y/ C: z/ L* a  o, X3 _SCL：IIC的时钟线
空闲态: SDA和SCL都为高电平。
2 P9 ~$ W7 i5 N# k6 M) W. H4 q  b起始态: 主机将SDA拉低
3 o8 J  O. L/ c  ?8 I$ Z9 f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。
应答态：在SCL为高电平的时候，检测到SDA为低电平。
非应答态：在SCL为高电平的时候，检测到SDA为高电平。
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。
, |/ i0 c" ~! G7 s# t) E
0 {4 s2 v5 e& Y9 E$ k+ T6 y: ^, X(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。
( k; G1 O) t; f  J% H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
0 x4 k9 Z5 P! l: w3 N- R% R7 B


9 S' }1 k% A* ?/ E$ ~8 e5 E7 ^& P(2). IIC读
* ]; a5 G# Y1 B9 W3 q9 M! A+ YIIC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

3 d; b- X& }7 Z0 U  ?7 C7 a+ r4 p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。
+ {) a$ B+ w) g6 p4 R5 p3 H& Y1 U  j
# f  W- E& V' B
; V. q) |" W* S  I7 w
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。
$ u4 E" t& ~: U+ c  W


% X3 L' i" |- t4 A% M(1) MPU6050IICDelay(void)
这就不用说明什么了
0 K; a9 G2 u% |( D
" Q4 ?. I: L4 m' _/ _/ o

1. void MPU6050IICDelay(void)
   
2. {
   
3.     uint16_t i = 250;
   
4.     while(i--);
   # Y% `3 ^. w, v" ~) p& ?% x
5. }

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; U7 [- A+ [: R3 g/ A- E8 R1 b(2) MPU6050IICStart(void)
. e% n' ?1 `$ L8 K% Z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。
4 l0 n, g, ^0 r) j0 f

1. void MPU6050IICStart(void)
   
2. {
   " A( }; I, d) p4 V
3.     SetSDAOut();
   
4.     SCLHigh();
   
5.     SDAHigh();
   
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     SDALow();
   
8.     MPU6050IICDelay();
   
9. }

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" w; x' d7 i7 k' C2 _( J(3) MPU6050IICACK(void)
$ w) z% A/ L' a( h) c4 `  u3 u这里只包含了从机应答。
  y: S; B0 a5 Z$ p) H+ v
* X0 I5 j& b# a4 C7 Z+ I& i/ ]

1. void MPU6050IICACK(void)
   / q5 k8 s) j0 Y7 d, ~7 ^
2. {   
   
3.     SCLLow();
   ! L3 S- Q: c7 m
4.     MPU6050IICDelay();
   9 i# v% D6 o  X# h
5.     SetSDAIn();
   
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     SCLHigh();
   
8.     MPU6050IICDelay();
   
9.     SDARead();
   
10.     MPU6050IICDelay();
    
11.     SCLLow();
    / a" \. A$ h: {9 C, n
12. }

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" o: }& A7 _6 ?, P* Q(4) MPU6050IICStop(void)
5 `1 c  q' w( W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，

( D" h  L0 z  A; w8 D. A3 |

1. void MPU6050IICStop(void)
   
2. {
   
3.     SetSDAOut();
   1 _! p. Q' c7 x+ _2 F0 u7 W
4.     MPU6050IICDelay();
   / ~% m) z3 N  d6 Y& R6 g* Q
5.     SCLLow();
   0 j# K0 T  R1 t2 f$ T/ V
6.     MPU6050IICDelay();
   6 \# K! g3 K) N! S/ I( a
7.     SDALow();
   6 g5 o  @" N' m7 v
8.     MPU6050IICDelay();
   
9.     SCLHigh();
   
10.     MPU6050IICDelay();
    4 w6 m; Y4 M; K9 u0 w
11.     SDAHigh();
    5 K4 a! s9 v0 f1 m0 w
12.     MPU6050IICDelay();
    
13. }

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(5) MPU6050IICWrite(void)
0 G% g: v% T) N/ Y  M$ V9 S

1. void MPU6050IICWrite(uint8_t data)
   7 N/ N& J) Z* m) @& u6 \
2. {
   , n  q* a/ U0 `3 g3 ?
3.     uint8_t i;
   
4.     SetSDAOut();
   
5.     MPU6050IICDelay();
   " L3 L  s3 d" z: T% f, v
6.     for(i = 0 ; i < 8; i++)
   ! O" G! b+ a3 t- w
7.     {
   5 ?3 L+ Z* _9 v- m
8.         SCLLow();
   , J+ Q; d& @/ C1 v& f4 d
9.         MPU6050IICDelay();
   ( A, r, W2 n1 p, U* c( J& W. Z( t
10.         if(data & 0x80)
    
11.             SDAHigh();
    
12.         else
    % a; l' Z; D- O- x3 _8 O
13.             SDALow();
    
14.         data = data << 1;
    
15.         MPU6050IICDelay();
    
16.         SCLHigh();
    
17.         MPU6050IICDelay();
    * q( n6 _0 n/ }: X" N9 H) v* C9 \
18.     }
    ) |% _1 s& U) f
19. }

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(6) MPU6050IICRead(void)
% |5 F$ j$ d4 T3 I

1. uint8_t MPU6050IICRead(void)
   4 I+ U0 Q6 T# W$ s- p
2. {
   9 \8 l  Y$ ?* }4 [
3.     uint8_t i;
   2 M2 x- H: I0 v( O# |+ |
4.     uint8_t data = 0;
   
5.     SetSDAIn();
   , f+ h" r9 T, s0 `
6.     MPU6050IICDelay();
   
7.     for(i = 0;i < 8; i++)
   ) {4 o! |) q; {
8.     {
   
9.         SCLLow();
   8 ~& G2 H, T' C* x* d2 \( j$ S
10.         MPU6050IICDelay();
    
11.         SCLHigh();
    
12.         MPU6050IICDelay();
    1 k# X- V3 @3 h9 C$ b, {% V
13.         if(SDARead())
    ; d! W: k9 d8 }! `$ y
14.             data = data | 0x01;
    
15.         else
    # l, p7 w  F2 E) V
16.             data = data | 0x00;
    
17.         data = data << 1;
    ! N  ]) U# w( d! o1 T
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。
6 g1 F: L: p# b, c  I$ t% r* T然后将上面的这几个函数依次组合成读写两个函数

2 `# X/ ]* t$ \- v# o
3 V# f% S/ u8 J3 p& i
这里IIC驱动编写完成。

" s" G  o' r4 S# ?& m+ c四. MPU6050 初始化
0 R2 ^4 W4 s- u9 |+ l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。
/ P: ?0 |% e7 s3 e这里将重要的寄存器列举出来了
/ b7 o, l% y: X* q! N! ^- R( s9 C
- {7 ?2 Z+ f) N; I4 n+ _# b

1. #define MPU6050Addr     0xD0
   # p$ d8 c8 |  g$ ~) o# A
2. #define ACCEL_XOUT_H    0x3B
   - w0 V! Z; l7 k# q4 K7 M! l/ f
3. #define ACCEL_XOUT_L    0x3C
   0 r/ x. t% g/ ?; i
4. #define ACCEL_YOUT_H    0x3D
   
5. #define ACCEL_YOUT_L    0x3E
   6 I" u5 f9 O$ m$ r, I
6. #define ACCEL_ZOUT_H    0x3F
   . H8 D: O/ B$ w1 f8 F; Q* o& m. R
7. #define ACCEL_ZOUT_L    0x40
   1 ^& ?' Y3 }! i/ p- J+ I7 @  z
8. 
   # L5 m% O" a$ k: _( b9 x9 [7 ]1 U/ ]% V
9. #define GYRO_XOUT_H     0x43
   
10. #define GYRO_XOUT_L     0x44
    
11. #define GYRO_YOUT_H     0x45
    , i# U) t& X8 v: P+ ]/ C9 m' e
12. #define GYRO_YOUT_L     0x46
    8 z% w' i/ r6 K( P0 z6 ]
13. #define GYRO_ZOUT_H     0x47
    
14. #define GYRO_ZOUT_L     0x48
    
15. 
    ( d4 C1 n) D+ Y, g
16. #define PWR_MGMT_1      0x6B
    
17. #define PWR_MGMT_2      0x6C
    , O+ v& {* c: q% x; t
18. #define SMPLRT_DIV      0x19
    ! e; K; o8 z, l* H
19. #define MPU_CONFIG      0x1A
    " n/ v/ s8 [8 J5 G+ _6 @# b3 v
20. #define GYRO_CONFIG     0x1B
    : K+ A3 K" d. B$ g6 \$ \+ d
21. #define ACCEL_CONFIG    0x1C
    
22. 
    & v9 n& k& e, y+ \8 T
23. #define MPU6050ID       0x75

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（1). 初始化
6 u) k  k) E" H8 O9 P6 s

1. /*MPU6050初始化*/
   $ S4 o# P* _# l' J5 x$ V8 u
2. void MPU6050Init(void)
   
3. {
   
4.     MPU6050GPIOInit();
   
5.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,PWR_MGMT_1,0x80);
   1 w9 h5 m  s- t1 C; Y  T2 C& p
6.     rt_thread_mdelay(100);
   0 s5 w8 Z' M2 V3 N* _
7.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,PWR_MGMT_1,0x00);
   
8.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,SMPLRT_DIV,0x00);
   
9.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,MPU_CONFIG,0x03);
   2 N. b  g2 n, R0 j' ~/ p2 V3 p
10.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,GYRO_CONFIG,0x18);// gyro scale  ：+-2000°/s
    6 [3 X$ k# C) z+ k) _  _
11.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,ACCEL_CONFIG,0x10);// Accel scale ：+-8g (65536/16=4096 LSB/g)  
    
12.     MPU6050IICWriteRegister(MPU6050Addr,0x6B,0x01);
    ) v1 _( U/ Z7 k. g7 [  q$ H
13. }   

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（2）验证
# i2 x- y# q6 O1 ^. w5 S通过读取芯片的ID，可以确定IIC是否有问题。

( m% Z! ~* }! Z

1. /*读取MPU6050的ID*/
   0 m/ R' X6 |( v* A& x  V' c
2. uint8_t MPU6050GetId(void)
   ' O- }4 f+ s7 I0 H  C
3. {
   ; r% w' P. Y- p+ p
4.     return MPU6050IICReadRegister(MPU6050Addr,MPU6050ID);
   / @5 B1 T; n, q" i* l. `
5. }

复制代码

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