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MPU-6000(6050)为全球首例整合性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,减少了大量的封装空间。当连接到三轴磁强计时,MPU-60X0提供完整的9轴运动融合输出到其主I2C或SPI端口(SPI仅在MPU-6000上可用)。 展开全文
MPU-6000(6050)为全球首例整合性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,减少了大量的封装空间。当连接到三轴磁强计时,MPU-60X0提供完整的9轴运动融合输出到其主I2C或SPI端口(SPI仅在MPU-6000上可用)。
信息
市    场
智能型手机
外文名
MPU-6050
角速感测范围
±250、±500、±1000与±2000°/sec
中文名
MPU-6050
应    用
运动感测游戏
MPU-6050感测范围
MPU-6000(6050)的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec (dps),可准确追踪快速与慢速动作,并且,用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。产品传输可透过最高至400kHz的IIC或最高达20MHz的SPI(MPU-6050没有SPI)。MPU-6000可在不同电压下工作,VDD供电电压介为2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%,逻辑接口VDDIO供电为1.8V± 5%(MPU6000仅用VDD)。MPU-6000的包装尺寸4x4x0.9mm(QFN),在业界是革命性的尺寸。其他的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±1%变动的振荡器。
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  • 串口MPU6050角度计算,用C语言编程,用MPU6050需要的角度计算。
  • arduino及esp8266使用MPU6050例程
  • 基于stm32f10x标准固件库开发的mpu6050驱动,用于mpu6050的IIC协议读写操作 mpu6050.x包含mpu6050的读写方法 idp_iic.x提供iic协议读写支持
  • 实现了MPU6050的硬件驱动,通过DMP库函数读出四元数,并换算成欧拉角,通过串口输出欧拉角
  • STM32F103 mpu6050常用作提供飞控运行时的姿态测量和计算,在在姿态结算中有几个重要的概念,欧拉角、四元数等
  • MPU6050

    2015-01-26 20:03:07
    MPU6050
  • 51、STM32、arduino程序 mpu6050手册
  • 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
  • MPU6050 数据融合 DMP STM32 卡尔曼滤波
  • 利用MPU6050六轴传感器进行姿态识别,将欧拉角和三轴加速度显示到LCD上,适用于stm32F1系列开发板
  • mpu6050MPU6050 Arduino库
  • MPU6050_MPU6050_源码

    2021-09-29 01:23:57
    通过stm32单片机实现MPU6050的控制
  • mpu6050 mpu6050开发 网址: :
  • 整理的MPU6050中文介绍资料,方便使用开发平衡小车
  • Mpu6050的相关功能介绍,详细介绍mpu6050的作用与功能
  • MPU6050 MPU6050.h

    热门讨论 2014-02-09 13:35:53
    MPU6050.h是MPU6050库文件内容
  • 89C52读取MPU6050模块,然后通过串口发送出去
  • mpu6050_in_C 这是在 C 中访问 mpu6050 的演示 mpu6050_accl.c: collect accelerometer information mpu6050_gyro.c: collect gyrometer information 要求 树莓派 MPU6050 接线Pi 构建说明 $ gcc -o mpu6050_...
  • MPU6050加速度传感器测量帆板偏移的角度
  • MPU6050_卡尔曼 MPU6050_卡尔曼与arduino
  • 32的程序,mpu6050只要是加入led就可以用,多余的代码已经删除了

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