STM32通过IIC读取MPU6050数据过程详解 一：硬件介绍

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此款MPU6050是通过IIC来与MCU通信的，它有两个IIC接口，第一个是主IIC，通过SCL和SDA两条线与MCU通信；第二个辅助IIC通道，通过AUX_CL和AUX_DA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 MCU）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）！！
这里是 ATK-MPU6050 模块与MiniSTM32F103 开发板的连接。ATK-MPU6050 模块原理图如下图所示：

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从上图可知，ATK-MPU6050 模块，通过 P1 排针与外部连接，引出了 VCC、GND、IIC_SDA、IIC_SCL、MPU_INT 和MPU_AD0 等信号，其中，IIC_SDA 和 IIC_SCL 带了 4.7K上拉电阻，外部可以不用再加上拉电阻了，另外 MPU_AD0 自带了 10K 下拉电阻，当 AD0悬空时，默认 IIC 地址为（0X68）。
引脚说明：

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二：相关寄存器介绍
1：电源管理寄存器（0x6B）

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该寄存器的地址为0x6B，其中DEVICE_RESET 位用来控制复位，设置为 1，复位 MPU6050，复位结束后，MPU硬件自动清零该位。SLEEEP 位用于控制 MPU6050 的工作模式，复位后，该位为 1，即进入了睡眠模式（低功耗），所以我们要清零该位，以进入正常工作模式。TEMP_DIS 用于设置是否使能温度传感器，设置为 0，则使能。最后 CLKSEL[2:0]用于选择系统时钟源，选择关系如表 1.1.1 所示：

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默认是使用内部 8M RC 晶振的，精度不高，所以我们一般选择 X/Y/Z 轴陀螺作为参考的 PLL 作为时钟源，一般设置 CLKSEL=001 即可.
【STM32|STM32通过IIC读取MPU6050原始数据过程详解】2：陀螺仪配置寄存器（0x1B）

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该寄存器地址为：0X1B， 其中FS_SEL[1:0]这两个位用于设置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)。
3:加速度传感器配置寄存器(0x1C)

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该寄存器地址为：0X1C，其中AFS_SEL[1:0]这两个位，用于设置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。
4： FIFO 使能寄存器（0X1C）

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该寄存器地址为：0X1C，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。
5：陀螺仪采样率分频寄存器（0x19）

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该寄存器地址为：0X19，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)
这里陀螺仪的输出频率，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。
6：配置寄存器（0x1A）

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该寄存器地址为：0X1A，这里，我们主要关心数字低通滤波器（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表 1. 1. 2 所示

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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。
7：电源管理寄存器（0x6C）

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该寄存器的 LP_WAKE_CTRL 用于控制低功耗时的唤醒频率，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。
8：陀螺仪数据输出寄存器(0x43-0x48)

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总共有 8 个寄存器组成，地址为：0X43~0X48，通过读取这 8 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。
9:加速度传感器数据输出寄存器(：0x3B~0x40)

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同样，加速度传感器数据输出寄存器，也有 8 个，地址为：0X3B~0X40，通过读取这 8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。
10：温度数据寄存器（0x41-0x42）

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Temperature = 36.53 + regval/340其中，Temperature 为计算得到的温度值，单位为℃，regval 为从 0X41 和 0X42 读到的温度传感器值。
11:相关寄存器的宏定义
在STM32中，相关寄存器的宏定义在mpu6050.h头文件中声明：

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三：相关程序解释
1：初始化程序，全是通过配置相关寄存器的相应位来设置mpu6050的各种模式和参数，可以参考寄存器的相关解释来看相应的初始化程序。IIC协议不懂的可以看博主前面的教程。

//初始化MPU6050 //返回值：0，成功 //其他，错误代码 u8 MPU_Init(void) { u8 res; IIC_Init(); //初始化IIC总线 MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80); //通过设置电源管理寄存器的相应位复位MPU6050 delay_ms(100); MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00); //设置电源管理寄存器的相应位全部为0，唤醒MPU6050 MPU_Set_Gyro_Fsr(3); //陀螺仪传感器，正负2000dps MPU_Set_Accel_Fsr(0); //加速度传感器，正负2g MPU_Set_Rate(50); //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); //I2主模式关闭 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); if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确 { MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01); //设置CLKSET,PLL,x轴为参考 MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00); //加速度与陀螺仪都工作 MPU_Set_Rate(50); //采样频率设置50Hz }else return 1; return 0; } //设置MPU6050陀螺仪传感器的满量程范围 //fsr:0,±250dps；1，±500dps；2，±1000dps；3，±2000dps //返回值：0设置成功 //其它，设置失败 u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr) { return MPU_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3); //通过配置相关寄存器，设置陀螺仪的满量程范围 }//设置mpu6050加速度传感器满量程范围 //fsr:0,±2g；1，±4g；2，±8g；3，±16g //返回值：0，设置成功 //其它，设置失败 u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr) { return MPU_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3); } //设置mpu6050的数字低通滤波器 //lpf:数字低通滤波器频率（Hz） //返回值：0，设置成功 //其它，设置失败 u8 MPU_Set_LPF(u16 lpf) { u8 data=https://www.it610.com/article/0; if(lpf>=188)data=https://www.it610.com/article/1; else if(lpf>=98)data=https://www.it610.com/article/2; else if(lpf>=42)data=https://www.it610.com/article/3; else if(lpf>=20)data=https://www.it610.com/article/4; else if(lpf>=10)data=https://www.it610.com/article/5; else data=6; return MPU_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data); } //设置mpu6050的采样率（假定Fs=1KHz） //rate:4~1000(Hz) //返回值：0，设置成功 //其它，设置失败 u8 MPU_Set_Rate(u16 rate) { u8 data; if(rate>1000)rate=1000; if(rate<4)rate=4; data=https://www.it610.com/article/1000/rate-1; data=MPU_Write_Byte(MPU_SAMPLE_RATE_REG,data); //设置数字低通滤波器 return MPU_Set_LPF(rate/2); //自动设置LPF为采样率的一半 }

//得到温度值 //返回值：温度值（扩大了100倍） short MPU_Get_Temperature(void) { u8 buf[2]; short raw; float temp; MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_TEMP_OUTH_REG,2,buf); raw=((u16)buf[0]<<8)|buf[1]; temp=36.53+((double)raw)/340; return temp*100; ; }//得到陀螺仪值（原始值） //gx,gy,gz：陀螺仪x，y，z轴的原始读数（带符号） //返回值：0，成功 //其它：错误代码 u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz) { u8 buf[6],res; res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_GYRO_XOUTH_REG,6,buf); if(res==0) { *gx=((u16)buf[0]<<8)|buf[1]; *gy=((u16)buf[2]<<8)|buf[3]; *gz=((u16)buf[4]<<8)|buf[5]; } return res; ; } //得到加速度值（原始值） //ax,ay,az：加速度x，y，z轴的原始读数（带符号） //返回值：0，成功 //其它：错误代码 u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az) { u8 buf[6],res; res=MPU_Read_Len(MPU_ADDR,MPU_ACCEL_XOUTH_REG,6,buf); if(res==0) { *ax=((u16)buf[0]<<8)|buf[1]; *ay=((u16)buf[2]<<8)|buf[3]; *az=((u16)buf[4]<<8)|buf[5]; } return res; ; }//IIC连续写 //addr:器件地址 //reg:寄存器地址 //len:写入长度 //buf:数据区 //返回值：0，成功 //其它：错误代码 u8 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf) { u8 i; IIC_Start(); IIC_Send_Byte((addr<<1)|0); //发送器件地址+写命令，注意器件地址不包括最低位，所以左移1位，最低位为0时代表写。 if(IIC_Wait_Ack()) //等待应答 { IIC_Stop(); return 1; } IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址 IIC_Wait_Ack(); //等待应答 for(i=0; i