【江科大】STM32：MPU6050介绍

MPU6050介绍

MPU6050是一个6轴姿态传感器，可以测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数，通过数据融合，可进一步得到姿态角，常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景

• 3轴加速度计（Accelerometer）：测量X、Y、Z轴的加速度（加速度计具有静态稳定），不具有动态稳定性。）如一个车在斜坡上，椅子和靠背都受到了力的作用，但是车是水平向前的，因此当物体运动，使用加速度计来测量，测出来的角度就会不准确。

• 3 轴陀螺仪传感器（Gyroscope）：测量X、Y、Z轴的角速度 ：具有动态稳定性，不具有静态稳定性。

举个例子：游乐园的旋转飞椅，中间的旋转轴转的越快，挂在上面的椅子就会飞的越远，直接测量两个对向椅子之间的距离就可以得到，旋转轴的角速度。
如果想得到角度，只需要对角速度积分即可。 当物体静止时，角速度值会因为噪声，无法完全归0，经过积分的不断累积，就会导致产生的角速度有缓慢的飘逸。
（因为加速度计和陀螺仪是互补的，因此采用互补滤波，就可进行姿态解算（简单））。

• 3轴磁场传感器 9轴 飞机机头的上仰和下倾 称为俯仰
• 气压传感器 10轴 飞机机身左翻滚和右翻滚称为ROLL
  通过数据融合可以得到欧拉角（飞控算法） ：互补滤波，卡尔曼滤波
  欧拉角： 飞机机身保持水平，机头向左右转向，称为偏航
  应用：姿态解算
  

结构图

MPU6050参数

• 16位ADC采集传感器的模拟信号，量化范围：-32768~32767

• 当测量的ADC是32767则代表满量程 对应加速度计16g.

• 32768对应加速度计满量程选择：±2、±4、±8、±16（g） 满量程选择越小，测量就会越细腻 AD值是固定的，乘相应的系数就可以得到加速度值（一一对应）

• 陀螺仪满量程选择： ±250、±500、±1000、±2000（°/sec） （也是和AD值一一对应）

• 可配置的数字低通滤波器 （对输出数据进行低通滤波）

• 可配置的时钟源 （为AD内部转换和内部电路提供时钟，控制分频系数，就可控制AD的转换快慢了）

• 可配置的采样分频

• I2C从机地址：1101000（AD0=0）
  1101001（AD0=1）
  如果0x68 是从机地址 （代表直接把7位地址转换为16进制得到的。在实际发送第一个字节时，不要忘了先左移一位。再或上读写位）
  如果0xD0是从机地址，（融入读写位的从机地址）

• 绕Z轴的角度，无法通过加速度计来修正偏移。9轴姿态传感器 多出来的磁力计的作用，对陀螺仪的感知方向进行纠正。
  举个例子：当坐在车里，车一直运动，短时间可以通过陀螺仪来辨别车子的方向，但是时间长了，车子转的弯多了，就对方向失去
  辨别能力，因此这个时候加个指南针就可以了，磁力计起的也是类似的作用。
  当6轴传感器不够用，需要扩展的时候，SCL和XDA就起作用。用来外接磁力计，气压计。然后由DMP单元进行数据融合，姿态解算。
  AD0：从机地址的最低位
  接低电平：1101000（AD0=0）
  接高电平：1101001（AD0=1）
  自由落体检测，
  运动检测
  0运动检测 （需要的花可以进行中断配置）

硬件电路

模块内部结构框图

数据帧格式

寄存器地址

所有的寄存器上电默认都是0x00，除了107号寄存器默认为0x40（睡眠）117号寄存器为0x68.