关于MPU6050

MPU6050简单介绍

对于各位接触到MPU6050的同学们来说，应该不缺MPU6050的参考资料，
其中有一篇《MPU-6000 / MPU-6050 产品说明书》—— By LeeDy.Li 2013.1.7的翻译文档。
正点原子、野火的开发指南都有详细的MPU6050介绍。

MPU6050有 3 轴陀螺仪和 3 轴加速度传感器，还有一个第二个IIC，用于接外部磁力传感器，对于这个IIC，应该算是一个比较鸡肋的功能，磁力计直接接到主控上面是一个不错的解决方案。
MPU6050自带的数字运动处理器（DMP: Digital Motion Processor）硬件
加速引擎，可以减少MCU的负载，但是这个功能，亲测是比较麻烦的，它可能有时候初始化失败，或者是什么别的情况，甚至连导线连接都可能导致初始化失败，所以建议使用这个功能的时候，把它焊丝在主板上面，至少要保证接线的牢靠。

两种使用方式

如题，两种使用方式

一种是不使用DMP，直接将未经处理过的模拟量数据，直接输入到单片机中处理

另一种是使用DMP,将处理好的熟肉，发送到单片机中

频率解释

这个是加速度的介绍，加速度最高输出频率1KHz

这个是陀螺仪的介绍，陀螺仪最高输出频率8KHz

DMP解算频率最高200Hz，这个也就是可以设定的中断频率

也就是原子在inv_mpu.h文件中加入的这一个输出频率。
这个频率与中断引脚触发时间相同。

//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=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
}

那么这个设定频率的函数是干什么用的呢？
设置MPU6050的采样率，即陀螺仪的采样频率。

#define MPU_SAMPLE_RATE_REG      0X19    //采样频率分频器

其中操作了采样频率分频器，在原子的开发指南中有提到该寄存器，以及计算公式

关于地址

MPU6050通过改变AD0引脚的高低电平来改变地址
高电平为0X69,低电平为0X68
如果输出地址为0XFF，那么请检查IIC的引脚配置是否正确（具体方法见下）、接线是否牢靠、以及MPU6050是否放平（或是处于其检测的水平位置，可尝试适当倾斜MPU6050直至DMP初始化成功，输出数据）

关于FIFO

自带 1024 字节 FIFO，有助于降低系统功耗

MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00);    //关闭FIFO

那么什么时候用，什么时候不用呢？
使用DMP的时候就可以不用FIFO。

正点原子程序移植

通过CSDN的这类标题搜索，可以找到相关大佬写的文章，里面都已经比较详细。
比如：《MPU6050移植正点原子指南和寄存器操作端口模式#define SDA_IN（） /#define SDA_OUT（）》
在这里重复做一下详细的梳理：

复制文件

首先将其工程内HARDWARE->MPU6050文件夹内所有文件拷贝到自己的工程文件夹中

如果不更改地址，那么所需要的更改部分只有三处，如果不改引脚，那就什么都不用动。
复制完之后记得在工程里添加头文件路径，以及将其添加到工程中。
这里以STM32F103ZET6即原子精英板工程为示例：
这里我们先说说改引脚的：

更改IO口

首先是mpuiic.c文件这里这个例程是软件模拟IIC，所以，只需要初始设置为推挽输出就可以了，如果用硬件IIC则需要设置为开漏输出，那么整个IIC文件就要重新写了。

然后是mpu6050.c文件，因为精英板的接线，以及ATK-MPU6050的设计，所以其AD0接到了PA15上了，这里的语句代表PA15端口重定义为普通IO口，并置为低电平。
AD0可以不接线，模块本身就带了一个下拉电阻，使其悬空状态为低电平，如果不用可以删掉，或者是从这里改引脚。

下面就是最容易出错的部分

这里是mpuiic.h文件

这里用到了寄存器的相关操作。

补充寄存器相关知识

以下内容均在手册或相关开发指南中有详细介绍。

STM32 的每个 IO 端口都有 7 个寄存器来控制。他们分别是：配置模式的 2 个 32 位的端口配置寄存器 CRL 和 CRH；2 个 32 位的数据寄存器 IDR 和 ODR；1 个 32 位的置位/复位寄存器BSRR；一个 16 位的复位寄存器 BRR；1 个 32 位的锁存寄存器 LCKR。大家如果想要了解每个寄存器的详细使用方法，可以参考《STM32 中文参考手册 V10》P105~P129。

这里操作的主要是两个32位的端口配置寄存器——CRL和CRH

CRL 和 CRH 控制着每个 IO 口的模式及输出速率。

CRL是低位寄存器，负责 IO 0-7
CRH是高位寄存器，负责 IO 8-15
不难理解，L代表LOW，H代表HIGH

一个IO口占4个位，这是STM32IO口配置表：

刚刚我们说它们是32位寄存器，一个IO占四位，4*8=32,所以低位寄存器可以控制8个IO口。（配合这个和上面的图理解一下）

那么我们应该如何修改这些代码呢？首先下列代码是控制PB11的：

#define MPU_SDA_IN()  {GPIOB->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOB->CRH|=8<<12;}
//PB11上下拉输入
#define MPU_SDA_OUT() {GPIOB->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOB->CRH|=3<<12;}
//PB11推挽输出

可以看见，这GPIOB->CRH即GPIOB的高位寄存器，控制 IO 8-15

GPIOB->CRH&=0XFFFF0FFF//对即将操作的那个IO的位进行清零

GPIOB->CRH|=3<<12//这个是一个位操作，即将数字3左移12位

为什么是12？前面有提到，一个IO口占四个位
前面一共有三个IO，或者说，你可以看上一个操作，清零操作的0的右边，有3个F，也就是三个IO，3*4=12。

那么，3和8，又是什么意思？
3是0011 8是1000 对应上面对于寄存器位的控制数字
8就代表上拉/下拉输入 3代表推挽50MHz输出

如果还是不够清楚，CSDN上面还有很多类似的文章。

更改好的代码示例

下面是PB7的代码

#define MPU_SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=8<<28;}
//PB7上下拉输入
#define MPU_SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=3<<28;}
//PB7推挽输出

需要更改的地方有四处：
1.高低位寄存器选择
2.清零的0的位置
3.位移的数目
4.GPIO的选择
当然，这里的改动，有些地方是不会变的，所以这里我们实际只改动了三处。

不过，有细心的小伙伴会发现，以上代码放进去会发生编译的错误：

…\HARDWARE\MPU6050\mpuiic.c(65): warning: #61-D: integer operation result is out of range
这是因为编译器默认signed int即32位有符号整数类型,而1<<31实际为0x80000000,这样就有可能改写了符号位(最高位) 。
所以

#define MPU_SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
#define MPU_SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}

在8<<28前面加上u32就可以了

继续移植代码

好了，接下来继续移植代码，这个改相应的数字就可以了。

那么现在你就已经算是大体上改完了，能用了。

提一个小小的建议，就是，不要去质疑代码的正确性，这类代码，如果移植之后不能用，那一定是哪些地方出了问题，引脚配置什么的，导线连接什么的。
因为，这个代码，是好多人都移植成功的东西。

地址更改

对于更改地址的同学，需要将AD0拉高之外，还有mpu6050.h文件中的这个引脚定义

以及同样在这个文件中的地址定义：

如果在改地址之后使用DMP的话，只改这一处是不够的，按照原子的说法

这两个文件是mpu6050的使用程序。

而这两个文件是DMP的使用程序

参照这个文章的说法《MPU6050/MPU9150传感器的DMP数据读取中遇到的问题总结》

inv_mpu.h文件中的这个位置也是需要更改的

总结

基本上MPU6050的使用也就是这些东西，当然有操作寄存器的部分，这些都是要看手册了，笔者也是一个入门的初学者，现在网上东西都比较乱，我想着把他们所说的，或者说是各类的资源，稍微的整合一下，希望这些能够帮助到你们，如果有错误，还请斧正。
MPU6050作为一个价格低廉的芯片，总是有各类玄学问题的产生，硬件就是这个样子，改同样的东西，你就不行，放别人电脑上，两三下就能用了。
基本上能焊死的尽量焊死就万事大吉了，对于这个的学习，还是应当去论坛或者是多翻一翻参考书，数据手册什么的。

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