stm32 mpu6050 模拟i2c实例实现
欢迎大家访问我的github:https://github.com/Iamttp
最近准备一个比赛，所以正在加紧学习stm32，这篇文章就结合mpu6050分析一下利用i2c实现芯片之间的通信。
首先可以在原有的LED文件或显示屏（OLED）的文件基础上，新建一个HANDWARE，在其中加入mpu6050.c和mpu6050.h（名字自定）。
首先是在C文件中加入基本的I2C通信函数
1.I2C的GPIO端口初始化SDA、SCL设置为推挽输出。
2.然后是i2c_start();i2c_stop();函数，根据时序图设置SCL、SDA的高低电平变化。
3.之后加入主机ack的响应函数和ack的等待响应函数i2c_wait_ack();i2c_ack();i2c_waitack();。
4.最后加入IIC_Send_Byte();和IIC_Read_Byte();
具体实现可以参考其他文章，这里重点讲解mpu6050的通信实现。
(
读者可以参考我上传到github的I2C代码实现：
https://github.com/Iamttp/STM32_CODE/blob/master/mpu6050/HARDWARE/MPU6050/mpu6050.c
)
上面部分的一个难点在于GPIO口的模式转化，因为SDA的输入输出在变化，所以可以使用寄存器操作的宏定义来改变IO口的模式，使用位操作来控制SDA、SCL的高低电平。其中在wait_ack中设置SDA为输入，可以通过SDA_w的设置达到输入的上拉、下拉的设置，具体参考下面的端口位配置表。
#define SDA_IN() {GPIOB->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOB->CRH|=8<<0;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRH&=0XFFFFFFF0;GPIOB->CRH|=3<<0;}
//IO操作函数
#define SCL PBout(9) //SCL
#define SDA_w PBout(8) //SDA
#define SDA_r PBin(8) //输入SDA 
完成上面的I2C函数，就可以根据I2C函数完成mpu6050函数的编写了。
对于具体芯片，有具体的时序分析。这部分也可以参考其他文章，这里列出MPU6050的IIC实例。
u8 MPU_Write_Byte(u8 reg, u8 data) {
i2c_start();
IIC_Send_Byte((MPU_ADDR << 1) | 0); //发送器件地址+写命令
if (i2c_wait_ack()) //等待应答
{
i2c_stop();
return 1;
}
IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
i2c_wait_ack(); //等待应答
IIC_Send_Byte(data); //发送数据
if (i2c_wait_ack()) //等待ACK
{
i2c_stop();
return 1;
}
i2c_stop();
return 0;
}
u8 MPU_Read_Byte(u8 reg) {
u8 res;
i2c_start();
IIC_Send_Byte((MPU_ADDR << 1) | 0); //发送器件地址+写命令
i2c_wait_ack(); //等待应答
IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
i2c_wait_ack(); //等待应答
i2c_start();
IIC_Send_Byte((MPU_ADDR << 1) | 1); //发送器件地址+读命令
i2c_wait_ack(); //等待应答
res = IIC_Read_Byte(0); //读取数据,发送nACK
i2c_stop(); //产生一个停止条件
return res;
}
1.针对mpu6050写出具体的字节发送、读取函数，mpu6050主要用到了MPU_Read_Byte，MPU_Write_Byte，MPU_Read_Len（连续读函数）。
2.mpu6050的初始化函数MPU_Init()，其中会向芯片的指定寄存器传入参数，所以可以在.h文件中加入寄存器的宏定义。
3.根据需要定义向指定寄存器读取数值的函数，mpu6050可以读取陀螺仪值、加速度值、温度值。
其中加速度计通过重力加速度分解（利用atan2）可以得到倾角，而陀螺仪则可以测得角速度。但是这两类数据都不准确，需要数据融合。
这里给出一个互补滤波的算法。
Angle = (0.98) * (Angle + gyro * dt) + (0.02) *(acc);
利用这个算法可以得到较精确的值。
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