i.MX6ULL终结者MPU6050 六轴传感器例程MPU6050简介
MPU6050是InvenSense公司推出的全球首款整合性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间轴之差的问题，减少了安装空间。MPU6050内部整合了3轴陀螺仪和3轴加速度传感器，并且含有一个第二IIC接口，可用于连接外部磁力传感器，并利用自带的数字运动处理器（DMP: Digital Motion Processor）硬件加速引擎，通过主IIC接口，向应用端输出完整的9轴融合演算数据。有了DMP，我们可以使用InvenSense公司提供的运动处理资料库，非常方便的实现姿态解算，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，同时大大降低了开发难度。
MPU6050的特点：
以数字形式输出6轴或9轴（需外接磁传感器）的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据（需DMP支持）
1.具有131 LSBs/°/sec敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000 与±2000°/sec 的3轴角速度感测器(陀螺仪)
2.集成可程序控制，范围为±2g、±4g、±8g 和±16g 的 3 轴加速度传感器
3.移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移
4.自带数字运动处理(DMP: Digital Motion Processing)引擎可减少处理器复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷
5.内建运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术，免除了客户须另外进行校正的需求
6.自带一个数字温度传感器
7.带数字输入同步引脚(Sync pin)支持视频电子影像稳定技术与 GPS
8.可程序控制的中断(interrupt)，支持姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降中断、high-G 中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能
9.VDD 供电电压为 2.5V±5%、3.0V±5%、3.3V±5%；VLOGIC 可低至 1.8V± 5%
10.陀螺仪工作电流：5mA，陀螺仪待机电流：5uA；加速器工作电流：500uA，加速器省电模式电流：40uA@10Hz
11.自带1024字节FIFO，有助于降低系统功耗
12.高达400Khz的IIC通信接口
13.超小封装尺寸：4x4x0.9mm（QFN）
MPU6050的内部框图如图 1所示：
其中的SCL和SDA是连接CPU的IIC接口，CPU通过这个IIC接口来控制MPU6050，另外还有一个IIC接口： AUX_CL和AUX_DA，这个接口可用来连接外部从设备，比如磁传感器，这样就可以组成一个九轴传感器。VLOGIC是IO口电压，该引脚最低可以到1.8V，我们一般直接接VDD即可。AD0是从IIC接口（接CPU）的地址控制引脚，该引脚控制IIC地址的最低位。如果接GND，则MPU6050的IIC地址是：0X68，如果接VDD，则是0X69，注意：这里的地址是不包含数据传输的最低位的（最低位用来表示读写）！！在i.MX6ULL终结者开发板上AD0直接接到GND上了，所以MPU6050的IIC地址是0X68（不含最低位）。关于IIC我们在前面第24章已经介绍过，这里就不再具体介绍了。
接下来，我们介绍一下利用i.MX6ULL读取MPU6050的加速度和角度传感器数据（非中断方式），需要哪些初始化步骤：
1.初始化IIC接口：MPU6050与i.MX6ULL处理器直接采用IIC接口，所以我们需要先初始化与MPU6050连接的SDA和SCL数据线。这个在前面第24章已经介绍过了，我们的MPU6050使用的IIC与AP3216C是同一个IIC，所以初始化完全一样。
2.复位MPU6050，通过这一步让MPU6050内部所有寄存器恢复到默认值。通过对电源管理寄存器1（0X6B）的bit7写1实现。复位后电源管理寄存器1恢复默认值(0X40)，然后必须设置该寄存器为0X00，以唤醒MPU6050进入正常工作状态。
3.设置角速度传感器（陀螺仪）和加速度传感器的满量程范围。我们设置两个传感器的满量程范围(FSR)，分别通过陀螺仪配置寄存器（0X1B）和加速度传感器配置寄存器（0X1C）设置。我们一般设置陀螺仪的满量程范围为±2000dps，加速度传感器的满量程范围为±2g。
4.设置其它参数。我们还需要配置的参数有：关闭中断、关闭AUX IIC接口、禁止FIFO、设置陀螺仪采样率和设置数字低通滤波器（DLPF）等。本章我们不用中断方式读取数据，所以关闭中断，然后也没用到AUX IIC接口外接其他传感器，所以也关闭这个接口。分别通过中断使能寄存器（0X38）和用户控制寄存器（0X6A）控制。MPU6050可以使用FIFO存储传感器数据，不过本章我们没有用到，所以关闭所有FIFO通道，这个通过FIFO使能寄存器（0X23）控制，默认都是0（即禁止FIFO），所以用默认值就可以了。陀螺仪采样率通过采样率分频寄存器（0X19）控制，这个采样率我们一般设置为50即可。数字低通滤波器(DLPF)则通过配置寄存器（0X1A）设置，一般设置 DLPF 为带宽的 1/2 即可。
5.配置系统时钟源并使能角速度传感器和加速度传感器。系统时钟源同样是通过电源管理寄存器1（0X6B）来设置，该寄存器的最低三位用于设置系统时钟源选择，默认值是0（内部8M RC震荡） ，不过我们一般设置为1，选择x轴陀螺PLL作为时钟源，以获得更高精度的时钟。同时使能角速度传感器和加速度传感器，这两个操作通过电源管理寄存器2（0X6C）来设置，设置对应位为0即可开启。至此MPU6050的初始化就完成了，可以正常工作了（其他未设置的寄存器全部采用默认值即可），接下来，我们就可以读取相关寄存器，得到加速度传感器、角速度传感器和温度传感器的数据了。
我们先简单介绍几个重要的寄存器：
首先是配置寄存器，该寄存器地址为：0X1B，各位描述如图 2所示：
该寄存器我们只需要设置FS_SEL[1:0]这两个位：陀螺仪的满量程范围：0，±250°/S；1，±500°/S；2，±1000°/S；3，±2000°/S；我们一般设置为 3，即±2000°/S，因为陀螺仪的ADC为16位分辨率，所以得到灵敏度为：65536/4000=16.4LSB/(°/S)。
然后是加速度传感器配置寄存器，该寄存器地址为：0X1C，各位描述如图 3所示：
该寄存器我们只需设置AFS_SEL[1:0]这两个位：加速度传感器的满量程范围：0，±2g；1，±4g；2，±8g；3，±16g；我们一般设置为 0，即±2g，因为加速度传感器的ADC也是16 位，所以得到灵敏度为：65536/4=16384LSB/g。
然后是FIFO 使能寄存器，该寄存器的地址为0X23，各位描述如图 4所示：
该寄存器用于控制FIFO使能，在简单读取传感器数据的时候，可以不用FIFO，设置对应
位为0即可禁止FIFO，设置为1，则使能FIFO。注意加速度传感器的3个轴，全由1个位（ACCEL_FIFO_EN）控制，只要该位置1，则加速度传感器的三个通道都开启FIFO了。
然后是陀螺仪采样率分频寄存器，该寄存器地址为：0X19，各位描述如图 5所示：
该寄存器用于设置MPU6050的陀螺仪采样频率，计算公式为：
采样频率 = 陀螺仪输出频率 / (1+SMPLRT_DIV)
陀螺仪的输出频率，是1Khz或者8Khz，与数字低通滤波器（DLPF）的设置有关，当DLPF_CFG=0/7的时候，频率为8Khz，其他情况是1Khz。而且DLPF滤波频率一般设置为
采样率的一半。采样率我们假定设置为50Hz，那么SMPLRT_DIV=1000/50-1=19。
然后是配置寄存器，该寄存器地址为0X1A，各位描述如图 6所示：
我们主要设置数字低通滤波器（DLPF）的设置位，即：DLPF_CFG[2:0]，加速度计和陀螺仪，都是根据这三个位的配置进行过滤的。DLPF_CFG不同配置对应的过滤情况如下所示：
这里的加速度传感器，输出速率（Fs）固定是1Khz，而角速度传感器的输出速率（Fs），则根据DLPF_CFG的配置有所不同。一般我们设置角速度传感器的带宽为其采样率的一半，如前面所说的，如果设置采样率为50Hz，那么带宽就应该设置为25Hz，取近似值20Hz，就应该设置 DLPF_CFG=100。
然后是电源管理寄存器2，该寄存器地址为：0X6C，各位描述如图 7所示：
该寄存器的LP_WAKE_CTRL用于控制低功耗时的唤醒频率，本章用不到。剩下的6位，分别控制加速度和陀螺仪的x/y/z轴是否进入待机模式，这里我们全部都不进入待机模式，所以全部设置为0即可。
然后是陀螺仪数据输出寄存器，总共有6个寄存器组成，地址为：0X43~0X48，通过读取这6个寄存器，就可以读到陀螺仪 x/y/z 轴的值，比如x轴的数据，可以通过读取0X43（高8位）和0X44（低8位）寄存器得到，其他轴以此类推。同样，加速度传感器数据输出寄存器，也有6个，地址为：0X3B~0X40，通过读取这6个寄存器，就可以读到加速度传感器 x/y/z 轴的值，比如读 x 轴的数据，可以通过读取0X3B（高8位）和0X3C（低8位）寄存器得到，其他轴以此类推。
关于MPU6050的基础介绍，我们就介绍到这里。MPU6050的详细资料和相关寄存器介绍，可以参考光盘资料：“i.MX6UL终结者光盘资料\03_开发板硬件资料\02_芯片资料\MPU6050资料”目录下的MPU-6000 and MPU-6050 Product Specification.pdf和MPU-6000 and MPU-6050 Register Map and Descriptions.pdf 这两个文档，另外该目录还提供了部分 MPU6050 的中文资料，供大家参考学习。
经过前面的介绍，我们可以读出MPU6050的加速度传感器和角速度传感器的原始数据。