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  • STM32 DMP MPU6050

    热门讨论 2013-08-20 21:45:54
    STM32 DMP MPU6050 测试成功
  • MPU6050工作原理及STM32控制MPU6050

    万次阅读 多人点赞 2017-08-01 21:49:48
    要想知道MPU6050工作原理,得先了解下面俩个传感器:①陀螺仪传感器: 陀螺仪的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向。然后用多种方法读取...

    一·简介:

    1.要想知道MPU6050工作原理,得先了解下面俩个传感器:

    ①陀螺仪传感器:

           陀螺仪的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向。然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒,因为车轴有一股保持水平的力量。现代陀螺仪可以精确地确定运动物体的方位的仪器,它在现代航空,航海,航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。传统的惯性陀螺仪主要部分有机械式的陀螺仪,而机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高。70年代提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,到八十年代以后,光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展,激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。光纤陀螺仪具有结构紧凑,灵敏度高,工作可靠。光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪,成为现代导航仪器中的关键部件。光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外。


    加速度传感器:

          加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中,通过对质量块所受惯性力的测量,利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同,常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

    其实说简单点,在mpu6050中我们用陀螺仪传感器测角度,用加速度传感器测加速度

    MPU-60X0 :

          MPU-60X0是全球首例9轴运动处理传感器。它集成了3轴MEMS陀螺仪, 3轴MEMS 加速度计,以及一个可扩展的数字运动处理器 DMP(DigitalMotion Processor),可用 I2C 接口连接一个第三方的数字传感器,比如磁力计。扩展之后就可以通过其 I2C 或 SPI 接口 输出一个 9 轴的信号(SPI 接口仅在 MPU-6000 可用)。MPU-60X0 也可以通过其 I2C 接口 连接非惯性的数字传感器,比如压力传感器。 MPU-60X0 对陀螺仪和加速度计分别用了三个 16 位的 ADC,将其测量的模拟量转化 为可输出的数字量。为了精确跟踪快速和慢速的运动,传感器的测量范围都是用户可控的, 陀螺仪可测范围为±250,±500,±1000,±2000°/秒(dps),加速度计可测范围为±2,±4, ±8,±16g。 一个片上 1024 字节的 FIFO,有助于降低系统功耗。 和所有设备寄存器之间的通信采用 400kHz 的 I2C 接口或 1MHz 的 SPI 接口(SPI 仅 MPU-6000 可用)。对于需要高速传输的应用,对寄存器的读取和中断可用 20MHz 的 SPI。 另外,片上还内嵌了一个温度传感器和在工作环境下仅有±1%变动的振荡器。 芯片尺寸 4×4×0.9mm,采用 QFN 封装(无引线方形封装),可承受最大 10000g 的冲 击,并有可编程的低通滤波器。 关于电源,MPU-60X0 可支持 VDD 范围 2.5V±5%,3.0V±5%,或 3.3V±5%。另外 MPU-6050 还有一个 VLOGIC 引脚,用来为 I2C 输出提供逻辑电平。VLOGIC 电压可取 1.8±5%或者 VDD。

             数字运动处理器(DMP):

     DMP 从陀螺仪、加速度计以及外接的传感器接收并处理数据,处理结果可以从 DMP 寄存器读出,或通过 FIFO 缓冲。DMP 有权使用 MPU 的一个外部引脚产生中断。


    二·数据传输:

        1.I2C原理在上一篇博客里有详细讲解,在这里不再赘述。

    如果要写 MPU-60X0 寄存器,主设备除了发出开始标志(S)和地址位,还要加一个 R/W 位,0 为写,1 为读。在第 9 个时钟周期(高电平时),MPU-60X0 产生应答信号。然 后主设备开始传送寄存器地址(RA),接到应答后,开始传送寄存器数据,然后仍然要有应 答信号,依次类推。

    单字节写时序:


    多字节写时序:



    如果要读取 MPU-60X0 寄存器的值,首先由主设备产生开始信号(S),然后发送从设 备地址位和一个写数据位,然后发送寄存器地址,才能开始读寄存器。紧接着,收到应答信 号后,主设备再发一个开始信号,然后发送从设备地址位和一个读数据位。然后,作为从设 备的 MPU-60X0 产生应答信号并开始发送寄存器数据。通信以主设备产生的拒绝应答信号 (NACK)和结束标志(P)结束。拒绝应答信号(NACK)产生定义为 SDA 数据在第 9 个 时钟周期一直为高。 


        

    三·STM32控制MPU6050

    1.硬件连接

    实验采用正点原子公司的 AN1507 ATK-MPU6050 六轴传感器模块

    MPU6050             STM32
    VCC         <--->   VCC
    GND         <--->   GND
    SDA         <--->   PB9
    SCL         <--->   PB8
    INT         <--->   不接
    AD0         <--->   不接
    

    2. 重要寄存器

    2.1 电源管理寄存器 1

    这里写图片描述

    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

    CLKSEL[2:0]用于选择系统时钟源,选择关系如表

    CLKSEL[2:0]时钟源
    000内部 8M RC 晶振
    001PLL,使用 X 轴陀螺作为参考
    010PLL,使用 Y 轴陀螺作为参考
    011PLL,使用 Z 轴陀螺作为参考
    100PLL,使用外部 32.768Khz 作为参考
    101PLL,使用外部 19.2Mhz 作为参考
    110保留
    111关闭时钟,保持时序产生电路复位状态

    **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**

    2.2 陀螺仪配置寄存器

    这里写图片描述 
    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)

    2.3 加速度传感器配置寄存器

    这里写图片描述 
    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

    2.4 FIFO使能寄存器

    这里写图片描述 
    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

    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

    2.5 陀螺仪采样率分频寄存器

    这里写图片描述 
    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)

    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

    2.6 配置寄存器

    这里写图片描述 
    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: 
    这里写图片描述 
    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

    2.7 电源管理寄存器 2

    这里写图片描述 
    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

    2.8 陀螺仪数据输出寄存器

    这里写图片描述 
    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

    2.9 加速度传感器数据输出寄存器

    这里写图片描述 
    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

    2.10 温度传感器数据输出寄存器

    温度传感器的值,可以通过读取 0X41(高 8 位)和 0X42(低 8 位)寄存器得到, 
    温度换算公式为:

    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

    2.11 中断使能寄存器

    这里写图片描述 
    OT_EN 该位置 1,该位使能运动检测(Motiondetection)产生中断。

    FIFO_OFLOW_EN该位置1,该位使能FIFO缓冲区溢出产生中断。

    I2C_MST_INT_EN该位置1,该位使能I2C主机所有中断源产生中断。

    DATA_RDY_EN 该位置 1,该位使能数据就绪中断( Data Ready interrupt),所有的传感器寄存器写操作完成时都会产生

    关闭所有中断则给此寄存器赋值0X00

    3. 软件驱动

    3.1 通过IIC对MPU6050寄存器进行读写

    //IIC写一个字节 
    //reg:      寄存器地址
    //data:     数据
    //返回值:  0,正常
    //          其他,错误代码
    u8 IIC_Write_Byte(u8 reg,u8 data)
    {
        IIC_Start();
        IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令 
        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 
            IIC_Send_Byte(data);//发送数据
        if(IIC_Wait_Ack())  //等待ACK
        {
            IIC_Stop();  
            return 1;        
        }        
        IIC_Stop();  
        return 0;
    }
    
    //IIC读一个字节 
    //reg:寄存器地址 
    //返回值:读到的数据
    
    u8 IIC_Read_Byte(u8 reg)
    {
        u8 res;
        IIC_Start();
        IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令 
        IIC_Wait_Ack();//等待应答
        IIC_Send_Byte(reg);//写寄存器地址
        IIC_Wait_Ack();//等待应答
        IIC_Start();
        IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|1);//发送期间地址+读命令
        IIC_Wait_Ack();//等待应答
        res=IIC_Read_Byte(0);//读取数据,发送nACK
        IIC_Stop();//产生一个停止条件
        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,正常
    //              其他,错误代码
    u8 IIC_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
        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<len;i++)
        {
            IIC_Send_Byte(buf[i]);//发送数据
            if(IIC_Wait_Ack())//等待ACK
            {
                IIC_Stop();
                return 1;
            }
        }
        IIC_Stop();
        return 0;
    }
    //IIC连续读
    //addr:器件地址
    //reg:要读取的寄存器地址
    //len:要读取得长度
    //buf:读取到的数据存储区
    //返回值: 0,正常
    //              其他,错误代码
    u8 IIC_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
    {
        IIC_Start();
        IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
        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
        IIC_Start();
        IIC_Send_Byte((addr<<1)|1);//发送器件地址+读命令
        IIC_Wait_Ack();//等待应答
        while(len)
        {
            if(len==1) *buf=IIC_Read_Byte(0);//读数据,发送nACK
            else *buf=IIC_Read_Byte(1);//读数据,发送ACK
            len--;
            buf++;
        }
        IIC_Stop();//产生一个停止条件
        return 0;
    }

    3.2 MPU6050初始化

    //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
        IIC_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80);//复位MPU6050
        delay_ms(100);
        IIC_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X00);//唤醒MPU6050
        MPU_Set_Gyro_Fsr(3); //陀螺仪传感器,±2000dps
        MPU_Set_Accel_Fsr(0); //加速度传感器 ±2g
        MPU_Set_Rate(50); //设置采样率50HZ
        IIC_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //关闭所有中断
        IIC_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00);//I2C主模式关闭
        IIC_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00);//关闭FIFO
        IIC_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80);//INT引脚低电平有效
        res=IIC_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);
        if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确
        {
            IIC_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01);//设置CLKSEL,PLL X 轴为参考
            IIC_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00);//加速度陀螺仪都工作
            MPU_Set_Rate(50); //设置采样率为50HZ
        }else return 1;
        return 0;
    }
    
    //设置MPU6050陀螺仪传感器满量程范围
    //fsr:0,±250dps;1,±500dps;2,±1000dps;3,±2000dps
    //返回值:0,设置成功
    //    其他,设置失败 
    u8 MPU_Set_Gyro_Fsr(u8 fsr)
    {
        return IIC_Write_Byte(MPU_GYRO_CFG_REG,fsr<<3);//设置陀螺仪满量程范围
    }
    
    //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
    //    其他,设置失败 
    u8 MPU_Set_Accel_Fsr(u8 fsr)
    {
        return IIC_Write_Byte(MPU_ACCEL_CFG_REG,fsr<<3);//设置加速度传感器满量程范围
    }
    
    //设置MPU6050的数字低通滤波器
    //lpf:数字低通滤波频率(Hz)
    //返回值:0,设置成功
    //    其他,设置失败 
    u8 MPU_Set_LPF(u16 lpf)
    {
        u8 data=0;
        if(lpf>=188) data=1;
        else if(lpf>=98) data=2;
        else if(lpf>=42) data=2;
        else if(lpf>=42) data=3;
        else if(lpf>=20) data=4;
        else if(lpf>=10) data=5;
        else data=6; 
        return IIC_Write_Byte(MPU_CFG_REG,data);//设置数字低通滤波器  
    }
    
    //设置MPU6050的采样率(假定Fs=1KHz)
    //rate:4~1000(Hz)
    //返回值:0,设置成功
    //    其他,设置失败 
    u8 MPU_Set_Rate(u16 rate)
    {
        u8 data;
        if(rate>1000)rate=1000;
        if(rate<4)rate=4;
        data=1000/rate-1;
        data=IIC_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
    }

    3.3 读取MPU6050相关测得原始数据

    //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;
            IIC_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
    //    其他,错误代码
    u8 MPU_Get_Gyroscope(short *gx,short *gy,short *gz)
    {
        u8 buf[6],res;
        res=IIC_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:陀螺仪x,y,z轴的原始读数(带符号)
    //返回值:0,成功
    //    其他,错误代码
    u8 MPU_Get_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
    {
        u8 buf[6],res;  
        res=IIC_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;;
    }



    展开全文
  • inv_dmp_mpu6050driver

    2020-07-30 08:39:23
    mpu6050开源C语言代码驱动,陀螺仪常用开发代码,亲测非常好用。可以进行各种移植在各类微控制器电路中进行二次开发。
  • MPU6050DMP

    2015-05-08 17:02:24
    c51内核单片机的mpu6050dmp代码,经过测试直接可以得到四元数或Yaw,Pitch,Roll,还可以调用读温度函数得到温度。程序使用的是12c5a60s2单片机只需要简单的修改就能在c51平台移植
  • arduino-dmp-mpu6050

    2020-09-23 16:31:49
    #include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE #include "Wire.h" #endif MPU6050 mpu; #define OUTPUT_READABLE_YAWPITCHROLL #define LED_PIN 13 // (Arduino is ...
    #include "I2Cdev.h"
    #include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h"
    #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE
    #include "Wire.h"
    #endif
    MPU6050 mpu;
    #define OUTPUT_READABLE_YAWPITCHROLL
    
    #define LED_PIN 13 // (Arduino is 13, Teensy is 11, Teensy++ is 6)
    bool blinkState = false;
    
    bool dmpReady = false;  // set true if DMP init was successful
    uint8_t mpuIntStatus;   // holds actual interrupt status byte from MPU
    uint8_t devStatus;      // return status after each device operation (0 = success, !0 = error)
    uint16_t packetSize;    // expected DMP packet size (default is 42 bytes)
    uint16_t fifoCount;     // count of all bytes currently in FIFO
    uint8_t fifoBuffer[64]; // FIFO storage buffer
    
    Quaternion q;           // [w, x, y, z]         quaternion container
    VectorInt16 aa;         // [x, y, z]            accel sensor measurements
    VectorInt16 aaReal;     // [x, y, z]            gravity-free accel sensor measurements
    VectorInt16 aaWorld;    // [x, y, z]            world-frame accel sensor measurements
    VectorFloat gravity;    // [x, y, z]            gravity vector
    float euler[3];         // [psi, theta, phi]    Euler angle container
    float ypr[3];           // [yaw, pitch, roll]   yaw/pitch/roll container and gravity vector
    
    uint8_t teapotPacket[14] = { '$', 0x02, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0x00, 0x00, '\r', '\n' };
    volatile bool mpuInterrupt = false;     // indicates whether MPU interrupt pin has gone high
    void dmpDataReady() {
        mpuInterrupt = true;
    }
    
    void setup() {
        #if I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_ARDUINO_WIRE
            Wire.begin();
            TWBR = 24; // 400kHz I2C clock (200kHz if CPU is 8MHz)
        #elif I2CDEV_IMPLEMENTATION == I2CDEV_BUILTIN_FASTWIRE
            Fastwire::setup(400, true);
        #endif
        Serial.begin(115200);
        mpu.initialize();
        devStatus = mpu.dmpInitialize();
        mpu.setXGyroOffset(220);
        mpu.setYGyroOffset(76);
        mpu.setZGyroOffset(-85);
        mpu.setZAccelOffset(1788); 
        if (devStatus == 0) {
            mpu.setDMPEnabled(true);
            attachInterrupt(0, dmpDataReady, RISING);
            mpuIntStatus = mpu.getIntStatus();
            dmpReady = true;
            packetSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize();
        } else {
            Serial.print(F("DMP Initialization failed (code "));
            Serial.print(devStatus);
            Serial.println(F(")"));
        }
    }
    
    void loop() {
        if (!dmpReady) return;
        mpuInterrupt = false;
        mpuIntStatus = mpu.getIntStatus();
        fifoCount = mpu.getFIFOCount();
        if ((mpuIntStatus & 0x10) || fifoCount == 1024) {
            mpu.resetFIFO();
            Serial.println(F("FIFO overflow!"));
        } else if (mpuIntStatus & 0x02) {
            while (fifoCount < packetSize) fifoCount = mpu.getFIFOCount();
            mpu.getFIFOBytes(fifoBuffer, packetSize);
            fifoCount -= packetSize;
            #ifdef OUTPUT_READABLE_YAWPITCHROLL
                // display Euler angles in degrees
                mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer);
                mpu.dmpGetGravity(&gravity, &q);
                mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravity);
                Serial.print("ypr\t");
                Serial.print(ypr[0] * 180/M_PI);
                Serial.print("\t");
                Serial.print(ypr[1] * 180/M_PI);
                Serial.print("\t");
                Serial.println(ypr[2] * 180/M_PI);
            #endif
        }
    }
    
    展开全文
  • MPU6050读取实验

    千次阅读 2019-06-22 15:40:43
    参考程序 参考正点原子例程:11,ATK-MPU6050六...设置MPU6050 LPF为260/250Hz,此时加速度输出频率为1kHz,陀螺仪输出频率为8kHz,但是但是采样频率为250Hz左右(MPU6050自带的数字低通滤波器最大带宽) 在while(1)...

    参考程序

    参考正点原子例程:11,ATK-MPU6050六轴传感器模块

    参考资料

    MPU6050寄存器设置资料

    主要修改

    1. 取消使用DMP库,直接输出三轴陀螺仪,三轴加速度计信息
    2. 串口协议重新设置
    3. 设置MPU6050 LPF为260/250Hz,此时加速度输出频率为1kHz,陀螺仪输出频率为8kHz,但是但是采样频率为250Hz左右(MPU6050自带的数字低通滤波器最大带宽)
    4. 在while(1)循环内读取,并发送,输出频率接近1kHz
    5. 从接收数据看,接近每4个数更新一次,和MPU6050的最大采样频率(250Hz)接近。

    坑处

    1. PC端解码程序写错,高八位为负数时会隐去,导致解码后的数据不正常,应写为如下形式
    short a = (short)((buffer[0] << 8) | (buffer[1] & 0x00ff));
    

    初步实验解算

    • 静止.:
      可以看到静止情况下,MEMS传感器用积分进行计算,显示其在短时间内就出现了漂移,而且无论是陀螺仪还是加速度计都存在误差,需要进行校准。
      在这里插入图片描述
    • 运动状态
      在这里插入图片描述
    展开全文
  • 收获最大的是正点原子论坛中关于mpu6050的资料,大家可以在论坛中搜到mpu6050的资料,最终实现在树莓派上读取MPU6050dmp姿态角数据,要感谢很多前辈,在网上借鉴了很多资料,在此记录一下思路,希望后人不必踩坑 ...

    前言

      发现网上树莓派利用dmp读取MPU6050姿态角的方法很少,大部分是直接读取原始数据,然后利用数学方法分析。资料比较多的是stm平台,所以我借鉴了stm的移植方法。
      收获最大的是正点原子论坛中关于mpu6050的资料,大家可以在论坛中搜到mpu6050的资料,最终实现在树莓派上读取MPU6050的dmp姿态角数据,要感谢很多前辈,在网上借鉴了很多资料,在此记录一下思路,希望后人不必踩坑


    简要分析

      因为网上关于移植的例程很多,这里不再赘述(主要是因为懒),这里仅讨论在树莓派上使用dmp硬件解析姿态角中遇到的主要问题
    源码贴在github上了:MPU6050-DMP-driver-for-raspi
      i2c读写函数主要是依靠wiringPiI2C实现的,所以需要在树莓派上安装有wiringPi。
      仅仅是移植驱动很简单,只需要覆写几个主要函数,在inv_mpu.c中说得很清楚:

    /* The following functions must be defined for this platform:
     * i2c_write(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr,
     *      unsigned char length, unsigned char const *data)
     * i2c_read(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr,
     *      unsigned char length, unsigned char *data)
     * delay_ms(unsigned long num_ms)
     * get_ms(unsigned long *count)
     * reg_int_cb(void (*cb)(void), unsigned char port, unsigned char pin)
     * labs(long x)
     * fabsf(float x)
     * min(int a, int b)*/
    

    下面介绍踩过的坑

    坑1:dmp_load_motion_driver_firmware()报错:

      不断追踪 ,最后发现是memcmp(firmware+ii, cur, this_write)校验出错,上网疯狂搜索资料…
    查明是i2c时序问题,在对dmp寄存器写入数据的时候,是连续写入16个字节的数据,因为自己覆写的i2c_write函数使用的是wiringPiI2CWriteReg8函数,不支持连续写入数据,所以会报错。
      因为使用的是wiringPiI2C写好的通信协议,而wirinigPiI2C中没有支持连续写入或者读取的函数,无奈,深入分析了一下wiringPI2C中的实现方法,都是用i2c_smbus_access来控制通信的,而i2c_smbus_access本身支持进行连续数据读写,只是库中没有写好函数,自己参照i2c驱动函数实现,测试成功。

    int i2c_write(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char length, unsigned char const *data)
    {
    	if (length > 32) {
    		printf("i2_write length too long");
    		return -2;
    	}
    	if (fd < 0)
    		return -1;
    	union i2c_smbus_data data_tt;
    	int i;
    	if (length > 32)
    		length = 32;
    	for (i = 1; i <= length; i++)
    		data_tt.block[i] = data[i - 1];
    	data_tt.block[0] = length;
    	return i2c_smbus_access(fd, I2C_SMBUS_WRITE, reg_addr, I2C_SMBUS_I2C_BLOCK_BROKEN, &data_tt);
    }
    int i2c_read(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char length, unsigned char *values)
    {
    	union i2c_smbus_data data;
    	int i;
    
    	if (length > 32)
    		length = 32;
    	data.block[0] = length;
    	if (i2c_smbus_access(fd, I2C_SMBUS_READ, reg_addr,
    		length == 32 ? I2C_SMBUS_I2C_BLOCK_BROKEN :
    		I2C_SMBUS_I2C_BLOCK_DATA, &data))
    	{
    		return -1;
    	}
    	else {
    		for (i = 1; i <= data.block[0]; i++)
    			values[i - 1] = data.block[i];
    		//return data.block[0];
    		return 0;
    	}
    }
    

    坑2:mpu_read_fifo_stream报错:

    函数mpu_read_fifo_stream报错,在fifo_count < length出错或者 tmp[0] & BIT_FIFO_OVERFLOW出错,这里是fifo溢出问题,具体详细原因网上有分析,大致是读取速度不够快,导致fifo寄存器溢出,又或者读取时间过早,fifo中数据长度还不够,提示fifo_count < length错误,解决方案也简单,疯狂读取,错了继续读,直到读到正确的(这个解决办法很暴力,也很有效)。

    while(1){ 
    		//在这里疯狂循环读取
    		while (mpu_dmp_get_data(&pitch, &roll, &yaw) != 0) {}
    		printf("pitch:%f\troll:%f\tyaw:%f\n",pitch,roll,yaw);
    	}
    

    坑3:run_self_test()报错

      自检报错,大多数情况下把传感器放平就可以自检通过了。

    总结

      完整的移植后驱动放在了github,主要是inv_mpu.c文件中添加了很多辅助函数。本人才疏学浅,错误难免,仅供参考。

    展开全文
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