（四）【平衡小车制作】陀螺仪MPU6050

2024-06-17 10:32:08

一、硬件结构

1.什么是陀螺仪？

陀螺仪是用于测量或维护方位和角速度的设备。它是一个旋转的轮子或圆盘，其中旋转轴可以不受影响的设定在任何方向。当旋转发生时，根据角动量守恒定律，该轴的方向不受支架倾斜或旋转的影响。

2.MPU6050三位角度加速度陀螺仪

MPU6050是一个6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（Digital Motion 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接口输出一个6轴信号。
MPU6050对陀螺仪和加速度计分别用了三个16位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。
陀螺仪的可测范围为±250，±500，±1000，±2000°/秒（dps），加速度计可测范围为±2，±4，±8，±16g。

3.原理图

作用：检测倾斜角
MPU6050中断引脚——PB5
MPU6050所用I2C——PB3/PB4

二、软件编程

1.I2C函数——mpuiic.c

GPIO初始化：PB3、PB4，模拟I2C；
通过时序函数模拟I2C通信

2.MPU6050函数——mpu6050.c

MPU6050初始化

3.MPU6050中断函数——exti.c

这里主要是通过MPU6050模块上的中断引脚ANT读取角加速度和角速度的原始数据。

exti.c：

#include "exti.h"void MPU6050_EXTI_Init(void)
{EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;// 开启时钟// 外部中断，需要使能AFIO时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;          // PB5配置为上拉输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource5);  // 外部中断和GPIO映射起来EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line5;EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;    // 中断触发EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;// MPU6050发生中断时会有一个下降沿EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
}

exti.h：

#ifndef  _EXTI_H
#define  _EXTI_H#include "sys.h" void MPU6050_EXTI_Init(void);
#endif

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