文章目录

实验目的
实验步骤
实验分析
源码分析
- 主函数
- I2C初始化
- I2C_Write_Byte
- IIC_Start
- IIC_SendByte
- GetMPU6050Offset
- GetMPU6050Data
- MPU6050Manager_t结构体

实验目的

基于MSP430处理器的 I2C总线读取MPU6050传感器数据
将读取到的数据通过串口显示在上位机控制终端上

实验步骤

硬件连接
下载程序

实验分析

硬件I2C功能（直接使用，X不用在意）
普通I/O口模拟I2C时序（本实验采用）

源码分析

主函数

#include "include.h"
void main()
{WDT_A_hold(WDT_A_BASE);_DINT();  //禁止所有中断Hardware_Init();//硬件初始化  _EINT();//使能中断while (1){PollingKernel();  }
}

使用定时器中断定时读取数据
使用串口中断传输数据（显示在控制终端上）

void Hardware_Init(void)
{System_Clock_Init();I2C_Init();            //IO口模拟IIC时序Motor_Init();LEDInit();         //LED灯闪初始化MPU6050Init();        //g_MPUManager初始化SPL06_Init();      //SPL06初始化NRF_Radio_Init(); if(HARDWARE_CHECK)  //硬件检测{g_LedManager.emLEDPower = PowerOn;}gcs_init();          //地面站通信初始化PID_Init();           //PID参数初始化   USART_Init(USCI_A_UART_CLOCKSOURCE_ACLK，115200);Timer_Init();}

I2C初始化

/**************************************************************************************函数名称：I2C_Init*函数描述：初始化I2C总线*输   入：void*输   出：void*返   回：void*备   注：null**
*************************************************************************************/void I2C_Init()
{//P3.1是SCL时钟P3DIR |= (1 << SCL); //方向寄存器，P3.1置1，设为输出，看上图
}

//宏定义
#define     SCL     1#define    IIC_SDA_Out     P3DIR |= BIT0
#define     IIC_SDA_In      P3DIR &= ~BIT0
#define     IIC_SCL_Out     P3DIR |= BIT1

##MPU6050的寄存器初始化

/**************************************************************************************函数名称：MPU6050Init*函数描述：g_MPUManager的初始化*输   入：void*输   出：g_MPUManager初始化结果*           0：初始化成功*         1：初始化失败*返   回：void*备   注：null**
*************************************************************************************/
//就是初始化寄存器
bool MPU6050Init(void)
{uint8_t check =0;//从机地址B11010000（最后一位是写位），寄存器地址I2C_Write_Byte(MPU6050_ADDRESS, PWR_MGMT_1,       0x80);  //复位delay_ms(30);//陀螺仪采样率，0x00（333Hz） //经验总结的333Hz=1000/(1+2)I2C_Write_Byte(MPU6050_ADDRESS, SMPLRT_DIV,     0x02);//设置设备时钟源，陀螺仪Z轴I2C_Write_Byte(MPU6050_ADDRESS, PWR_MGMT_1,     0x03); //低通滤波频率，0x03(42Hz)I2C_Write_Byte(MPU6050_ADDRESS, CONFIGL,       0x03); // +-2000deg/s  //陀螺仪量程I2C_Write_Byte(MPU6050_ADDRESS, GYRO_CONFIG, 0x18); // +-4g  //加速度量程I2C_Write_Byte(MPU6050_ADDRESS, ACCEL_CONFIG,   0x09); //0x75寄存器中保存了从机地址check = I2C_Read_Byte(MPU6050_ADDRESS, 0x75);   //判断g_MPUManager地址if(check != MPU6050_PRODUCT_ID)//如果地址不正确{g_MPUManager.Check = false;return false;}else{//静止状态下，除了Z轴的加速度g外全都为零GetMPU6050Offset(); //调用校准数据g_MPUManager.Check = true;return true;}
}

I2C_Write_Byte

//遵循I2C协议的时序图
void I2C_Write_Byte(uint8_t Slaveaddr, uint8_t REG_Address, uint8_t REG_data)
{IIC_Start();  //发送起始信号IIC_SendByte(Slaveaddr);   //从机地址B11010000（最后一位是写位）IIC_SendByte(REG_Address);IIC_SendByte(REG_data);IIC_Stop();
}

//宏定义
#define     SDA     0
//P3OUT是P3口寄存器
#define     IIC     P3OUT

IIC_Start


void IIC_Start()
{//P3.0是SDA线P3DIR |= (1 << SDA);  //P3.0置1，设为输出IIC |= (1 << SDA);    //P3.0输出1，SDA高电平delay(1);   //让数据保持一段时间（电平嘛）IIC |= (1 << SCL);    //P3.1输出1，SCL高电平delay(1);  //延时1msIIC &= ~(1 << SDA);  //P3.0输出0，SDA低电平delay(1);IIC &= ~(1 << SCL);  //P3.1输出0，SCL低电平 为后面发送地址做准备//所以将SCL拉低delay(1);
}

IIC_SendByte

延时的作用当然是让数据保持一段时间（电平嘛），因为传输信号是 TTL 电平信号。确保数据已经写入，从主机写入外设需要时间的

void IIC_SendByte(uint32_t dat)
{uint32_t i;P3DIR |= (1 << SDA);   //P3.0置1，设为输出i = 8; //八位数据需要发送IIC &= ~(1 << SCL);  //P3.1输出0，SCL低电平delay(1);  //延时1mswhile(i--){//为啥要从最高位发送呢？规定if((dat & 0x80) >> 7)  //判断最高位是0还是1，然后写入P3.0，写入总线{IIC |=  (1 << SDA); //P3.0输出1}else{IIC &= ~（1 << SDA); //P3.0输出0}dat  <<= 1;   //将数据（地址）左移一位delay(1);  IIC |= (1 << SCL);  //P3.1高电平，SCL高电平delay(1);IIC &= ~(1 << SCL); //P3.1低电平，SCL低电平，为写下一位数据做准备delay(1);}IIC |= (1 << SDA); //P3.0高电平，SDA高电平IIC RecvACK();  //等待应答信号
}

GetMPU6050Offset

/**************************************************************************************函数名称：GetMPU6050Offset*函数描述：获取g_MPUManager静态下传感器偏差*输   入：void*输   出：void*返   回：void*备   注：null**
*************************************************************************************/void GetMPU6050Offset(void) //校准
{int32_t buffer[6] = {0};int16_t i = 0;uint8_t k = 30;const int8_t MAX_GYRO_QUIET = 5;  //最大最小误差const int8_t MIN_GYRO_QUIET = -5;int16_t LastGyro[3] = {0};       //wait for calm downint16_t ErrorGyro[3] = {0};        //set offset initial to zeromemset(g_MPUManager.Offset,0,12);g_MPUManager.Offset[2] = 8192;    //根据手册量程设定加速度标定值while(k--)  //判断飞控是否处于静止状态{do{delay_ms(10);GetMPU6050Data();for(i=0; i<3; i++){ErrotGyro[i] = pMpu[I + 3] - LastGyro[i];LastGyro[i] = pMpu[i + 3];}}while((ErrorGyro[0] > MAX_GYRO_QUIET)|| (ErrorGyro[0] < MIN_GYRO_QUIET)|| (ErrorGyro[1] > MAX_GYRO_QUIET)|| (ErrorGyro[1] < MIN_GYRO_QUIET)|| (ErrorGyro[2] > MAX_GYRO_QUIET)|| (ErrorGyro[2] < MIN_GYRO_QUIET));//在误差范围内，认为静止的，退出循环，不在的话则是运动的，死循环}for(i=0; i<356; i++) //取第100到第356组的平均值作为校准值{}
}

GetMPU6050Data

/**************************************************************************************函数名称：GetMPU6050Data*函数描述：读取陀螺仪和加速度计的数据并做滤波处理*输   入：void*输   出：void*返   回：void*备   注：null**
*************************************************************************************/void GetMPU6050Data(void)
{uint8_t buffer[12];const float factor = 0.15f;   //滤波因素static float tBuff[3] = {0};static EKF_Filter_t s_EKF[3] = {{0.02, 0, 0, 0, 0.001, 0.543},{0.02, 0, 0, 0, 0.001, 0.543},{0.02, 0, 0, 0, 0.001, 0.543}};Acc_Read(buffer);Gyro_Read(buffer);for(int i=0; i<6; i++)  //将buffer中的高八位和低八位合起来{pMpu[i] = (((int16_t)buffer[i << 1] << 8) | buffer[(i << 1) + 1])  //- g_MPUManager.Offset[i];//此处对加速度做一维卡尔曼滤波if(i<3){KalmanFilter(&s_EKF[i],(float)pMpu[i]);  //一维卡尔曼pMpu[i] = (int16_t)s_EKF[i].out;}//此处对角速度做一阶低通滤波if(i>2){uint8_t k = i - 3;pMpu[i] = (int16_t)(tBuff[k] * (1 - factor) + pMpu[i] * factor);tBuff[k] = tBuff[k] * (1 - factor) + pMpu[i] * factor;}}
}

//私有变量区
MPU6050Manager_t  g_MPUManager;   //g_MPUManager原始数据
int16_t *pMpu = (int16_t *)&g_MPUManager;

MPU6050Manager_t结构体

typedef struct
{int16_t accX;  int16_t accY;  int16_t accZ;  int16_t gyroX;  int16_t gyroY;  int16_t gyroZ;  int16_t Offset[6];  bool Check;}MPU6050Manager_t;

##Acc_Read

/**************************************************************************************函数名称：Acc_Read*函数描述：获取加速度值*输   入：uint8_t *ptr ,写入地址*输   出：void*返   回：void*备   注：null**
*************************************************************************************/void Acc_Read(uint8_t *ptr)
{for(int i=0; i<6; i++){//0xD0,就是MPU6050从机地址ptr[i] = I2C_Read_Byte(0xD0,0x3B+i);}
}

##Gyro_Read

/**************************************************************************************函数名称：Gyro_Read*函数描述：获取陀螺仪值*输   入：uint8_t *ptr ,写入地址*输   出：void*返   回：void*备   注：null**
*************************************************************************************/void Gyro_Read(uint8_t *ptr)
{for(int i=0; i<6; i++){//0xD0,就是MPU6050从机地址ptr[i+6] = I2C_Read_Byte(0xD0,0x43+i);}
}

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I2C总线读取MPU6050

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实验分析

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I2C初始化

I2C_Write_Byte

IIC_Start

IIC_SendByte

GetMPU6050Offset

GetMPU6050Data

MPU6050Manager_t结构体

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