如何利用小熊派获取MPU6050六轴原始数据

摘要：使用小熊派开发板，通过硬件IIC与MPU6050六轴传感器模块通信，完成相应寄存器配置，成功获取陀螺仪、加速度计数据。

本问主要讲述使用小熊派开发板+MPU6050六轴传感器，获取加速度计以及陀螺仪信息。

一、实验准备

1.实验环境

• 一块stm32开发板（推荐使用小熊派），以及数据线
• 已经安装STM32CubeMX
• 已经安装KeilMDK,并导入stm32开发板对应的芯片包（小熊派使用的是STM32L431RCT6）
• 一个MPU6050模块（IIC接口）以及杜邦线

2.目标效果

• 通过CubeMX创建工程并配置参数
• IIC方式通信，配置MPU6050寄存器
• 小熊派通过IIC，获取陀螺仪、加速度计数据
• 串口1重定向输出编码器转动的角度、角速度

二、通过CubeMX生产MDK工程

A.芯片选择

• 打开CubeMX,进入芯片选择：

• 选择自己的stm32芯片（即STM32L431RCT6）：

B.时钟源RCC设置

• 更改系统时钟源

系统时钟默认使用内部的高速时钟（HSI），选择使用HSE，时钟更精确

• 设置外部时钟对应的端口

• 配置时钟树

STM32L431RCT6系统时钟最大可以为80MHz，我们配置到最大即可

C.参数配置（对应端口设置）

1）配置USART1

使用USART,模式为异步，波特率为115200，无硬件流控制

2）硬件IIC配置

IIC（Inter-Integrated Circuit）其实是IICBus简称，所以中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从架构

我们使用小熊派的I2C1，小熊派引出的引脚为PB7->I2C1_SDA,PB6->I2C1_SCL

其他选项我们保持默认即可

3）MPU6050模块

当然，我们还需要了解MPU6050模块的电路，更好的进行配置。当然我们也可以自主制作模块

如果AD0脚(9脚)接地,IIC地址为0X68(不包含最低位)；如果AD0脚接V3.3,则IIC地址为0X69(不包含最低位).

可以看到，AD0引脚已经被拉低，所有默认IIC地址为0x68.

最后，生成代码就OK了

D.工程设置

一些基础的设置，包括工程名、存储位置、工程环境、工程中各个文件的组成

E.生成代码

三、编写相应代码

1. 串口1输出重定向

我们知道printf是打印函数，原理是根据传入的字符串参数格式化打印输出到stdout中。我们需要让printf打印到串口之中，只需要在usart.c文件中模仿printf写一个输出函数即可

• 在添加头文件

/ USER CODE BEGIN 0 /#include #include #include / USER CODE END 0 /

• 写输出函数

/ USER CODE BEGIN 1 /void UsartPrintf(UART_HandleTypeDef huart, char fmt,...){

unsigned char UsartPrintfBuf[296];
va_list ap;
unsigned char *pStr = UsartPrintfBuf;

va_start(ap, fmt);
vsprintf((char *)UsartPrintfBuf, fmt, ap); //格式化
va_end(ap); while(*pStr != 0)
{
USART1->TDR = *pStr++; while((USART1->ISR & 0x40) == 0);
}}//注意：在usart.h中添加void UsartPrintf(UART_HandleTypeDef huart, char fmt,...)；//使用方法:UsartPrintf(&huart1;,"hello worldrn");/ USER CODE END 1 /

注意：自己添加的代码，需要在begin和end之间

2.写MPU6050驱动

我们创建两个文件，分别是mpu6050.h和mpu6050.c

a).首先我们在mpu6050.h中宏定义相应的寄存器，方便后续使用。

在main函数中，我们首先设置计数器初值为10000，然后打开编码器，每1S获取一次计数器的更新值，判断编码器信息
因为寄存器实在太多，就没有一一列出，可以在附件中查看哦~

b).配置各个寄存器

主要的函数为：IIC读写、初始化MPU6050、设置陀螺仪和加速度计满量程、设置采样率、读取数据

代码附件中有，不一一讲解。

初始化函数

uint8_t MPUInit(void){
uint8_t res; extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;

HAL_I2C_Init(&hi2c1;); //初始化IIC

/上电后最好有一定延时，保证数据准确/ HAL_Delay(500);
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0x80); //复位MPU6050,写入1000 0000
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0x00);//sleep写入0，保持唤醒状态
MPU_Set_Gyro_Fsr(3); //陀螺仪满量程±2000
MPU_Set_Accel_Fsr(0); //加速度计满量程±2g
MPU_Set_Rate(50); //设置采样率=50Hz
MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0x00);//关闭所有中断
MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0x00); //关闭从iic
MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0x00); //关闭FIFO
MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0x80); //INT引脚低电平有效
res = MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG); //读取地址
UsartPrintf(&huart1;,"rnMPU6050:0x%2xrn",res);
UsartPrintf(&huart1;,"rnMPU6050:0x%2xrn",MPU_ADDR); if(res == MPU_ADDR) //判断地址是否正确
{
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0x01); //001,pll，x轴为参考系统时钟源
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0x00); //都不使用待机模式
MPU_Set_Rate(50);
}else return 1; return 0;}

需要注意到，mpu6050上电后需要有一定延时，保证数据的稳定。重启mpu6050会有睡眠模式，写入关闭睡眠。最后检测并判断IIC地址是否正确

3.main函数

/ USER CODE BEGIN PV /short x;short y;short z;/ USER CODE END PV /
/ USER CODE BEGIN 2 / MPUInit(); / USER CODE END 2 /

/ Infinite loop /
/ USER CODE BEGIN WHILE /
while (1)
{ / USER CODE END WHILE /
while(MPU_Get_Gyroscope(&x,&y,&z) !=0);
HAL_Delay(1000);
printf("rn陀螺仪:x=-,y=-,z=-rn",x,y,z); while(MPU_Get_Accelerometer(&x,&y,&z) != 0);
HAL_Delay(1000);
printf("rn加速度计:x=-,y=-,z=-rn",x,y,z); / USER CODE BEGIN 3 / }

四、编译+下载

点击编译后，0 error,0 warning

小熊派连接在电脑上，代码下载到开发板

五、连接硬件

1.将小熊派串口1和电脑相连，即拨到 AT-MUC,按下复位键

2.连接MPU6050

我们只需要使用mpu6050的SDASCLGNDVCC。
即：

• SDA-->PB7
• SCL-->PB6
• GND-->GND
• VCC-->5V

3.效果

打开串口调试助手，我们手动转动开发板（包括模块），看见陀螺仪和加速度数据不断变化，当静止时数据保持稳定 。

至此，我们已经可以通过小熊派以IIC获取六轴传感器原始数据信息

本文分享自华为云社区《小熊派实践——获取MPU6050六轴原始数据》，原文作者：ttking 。

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