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软件实现将从下面三个部分来介绍：IIC通信；MPU6050数据读取；数据融合。
1. IIC通信
为了移植的方便，这里的 IIC 采用软件模拟的方式实现。关于 IIC 的基础知识介绍，可参考IIC专题（一）——基础知识准备。
下面以程序的实现过程，梳理一下 IIC 的通信时序。注：这里就采用正点原子的 mpu6050 的学习教程进行学习。
1.1 SDA 和SCL初始化
//初始化IIC
void MPU_IIC_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//先使能外设IO PORTC时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_11; // 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIO
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_11); //PB10,PB11 输出高
}
对于 SDA 输入输出的方向切换，这里直接通过配置寄存器实现：
//IO方向设置
#define MPU_SDA_IN() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=8<<12;}
#define MPU_SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=3<<12;}
也可通过配置库函数配置来实现：
void MPU_SDA_OUT(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
void MPU_SDA_IN(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}
1.2 IIC时序模拟实现
程序需要根据 IIC 的时序要求进行书写。注意：SDA和SCL需要接上拉电阻。
void MPU_IIC_Start(void)
{
MPU_SDA_OUT(); //sda线输出
MPU_IIC_SDA=1;
MPU_IIC_SCL=1;
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
//产生IIC停止信号
void MPU_IIC_Stop(void)
{
MPU_SDA_OUT();//sda线输出
MPU_IIC_SCL=0;
MPU_IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=1;
MPU_IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
MPU_IIC_Delay();
}
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答
void MPU_IIC_Send_Byte(u8 txd)
{
u8 t;
MPU_SDA_OUT();
MPU_IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
for(t=0;t<8;t++)
{
MPU_IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
txd<<=1;
MPU_IIC_SCL=1;
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=0;
MPU_IIC_Delay();
}
}
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK
u8 MPU_IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,receive=0;
MPU_SDA_IN();//SDA设置为输入
for(i=0;i<8;i++ )
{
MPU_IIC_SCL=0;
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=1;
receive<<=1;
if(MPU_READ_SDA)
receive++;
MPU_IIC_Delay();
}
if (!ack)
MPU_IIC_NAck();//发送nACK
else
MPU_IIC_Ack(); //发送ACK
return receive;
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
// 0，接收应答成功
u8 MPU_IIC_Wait_Ack(void)
{
u8 ucErrTime=0;
MPU_SDA_IN(); //SDA设置为输入
MPU_IIC_SDA=1;
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=1;
MPU_IIC_Delay();
while(MPU_READ_SDA)
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime>250)
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
}
MPU_IIC_SCL=0;//时钟输出0
return 0;
}
//产生ACK应答
void MPU_IIC_Ack(void)
{
MPU_IIC_SCL=0;
MPU_SDA_OUT();
MPU_IIC_SDA=0;
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=1;
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=0;
}
//不产生ACK应答
void MPU_IIC_NAck(void)
{
MPU_IIC_SCL=0;
MPU_SDA_OUT();
MPU_IIC_SDA=1;
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=1;
MPU_IIC_Delay();
MPU_IIC_SCL=0;
}
1.3 IIC 通信写入读取数据
//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 MPU_Write_Byte(u8 reg,u8 data)
{
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
MPU_IIC_Send_Byte(data);//发送数据
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待ACK
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_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 MPU_Read_Byte(u8 reg)
{
u8 res;
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((MPU_ADDR<<1)|1);//发送器件地址+读命令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
res=MPU_IIC_Read_Byte(0);//读取数据,发送nACK
MPU_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 MPU_Write_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
u8 i;
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
for(i=0;i
{
MPU_IIC_Send_Byte(buf[i]); //发送数据
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待ACK
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
}
MPU_IIC_Stop();
return 0;
}
//IIC连续读
//addr:器件地址
//reg:要读取的寄存器地址
//len:要读取的长度
//buf:读取到的数据存储区
//返回值:0,正常
// 其他,错误代码
u8 MPU_Read_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
if(MPU_IIC_Wait_Ack()) //等待应答
{
MPU_IIC_Stop();
return 1;
}
MPU_IIC_Send_Byte(reg); //写寄存器地址
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
MPU_IIC_Start();
MPU_IIC_Send_Byte((addr<<1)|1);//发送器件地址+读命令
MPU_IIC_Wait_Ack(); //等待应答
while(len)
{
if(len==1)
*buf=MPU_IIC_Read_Byte(0);//读数据,发送nACK
else
*buf=MPU_IIC_Read_Byte(1); //读数据,发送ACK
len--;
buf++;
}
MPU_IIC_Stop(); //产生一个停止条件
return 0;
}
至此，与 IIC 相关的代码已经实现了，上面的程序只要是 IIC 通信的设备，均可以使用。
2. MPU6050读取数据
首先需要进行设备初始化，为数据通信做好准备。
2.1 分为以下几个步骤:
（来自原子教程）
（1） 初始化 IIC 接口
MPU6050 采用 IIC 与 STM32F1 通信，需要先初始化与 MPU6050 连接的 SDA和 SCL 数据线。
（2）复位 MPU6050
这一步让 MPU6050 内部所有寄存器恢复默认值，通过对电源管理寄存器 1（0X6B）的bit7 写 1 实现。 复位后， 电源管理寄存器 1 恢复默认值(0X40)，然后必须设置该寄存器为0X00，以唤醒 MPU6050，进入正常工作状态。
（3）设置角速度传感器（陀螺仪）和加速度传感器的满量程范围
这一步设置两个传感器的满量程范围(FSR)，分别通过陀螺仪配置寄存器（0X1B）和加速度传感器配置寄存器（0X1C）设置。一般设置陀螺仪的满量程范围为±2000dps，加速度传感器的满量程范围为±2g。
（4）其他参数设置
需要配置的参数有：关闭中断、关闭 AUX IIC 接口、禁止 FIFO、设置陀螺仪采样率和设置数字低通滤波器（DLPF）等。
这里不用中断方式读取数据，关闭中断即可，也没用到 AUX IIC 接口外接其他传感器，同样的关闭这些接口。分别通过中断使能寄存器（0X38）和用户控制寄存器（0X6A）控制。 MPU6050 可以使用 FIFO 存储传感器数据，此处没有用到，关闭所有 FIFO 通道，这个通过 FIFO 使能寄存器（0X23）控制，默认都是 0（即禁止 FIFO），所以用默认值就可以了。陀螺仪采样率通过采样率分频寄存器（0X19）控制，这个采样率一般设置为 50 。数字低通滤波器(DLPF)则通过配置寄存器（0X1A）设置，一般设置 DLPF 为带宽的 1/2 。
（5）配置系统时钟源并使能角速度传感器和加速度传感器
系统时钟源同样是通过电源管理寄存器 1（0X1B）来设置，该寄存器的最低三位用于设置系统时钟源选择，默认值是 0（内部 8M RC 震荡），不过一般设置为 1，选择 x 轴陀螺 PLL 作为时钟源，以获得更高精度的时钟。同时，使能角速度传感器和加速度传感器，这两个操作通过电源管理寄存器 2（0X6C）来设置，设置对应位为 0 即可开启。
至此， MPU6050 的初始化就完成了，可以正常工作了（其他未设置的寄存器全部采用默认值即可），接下来，就可以通过读取相关寄存器，得到加速度传感器、角速度传感器和温度传感器的数据。
对于寄存器介绍，因内容繁多，此处省略，自行查看数据手册即可。
//初始化MPU6050
//返回值:0,成功
// 其他,错误代码
u8 MPU_Init(void)
{
u8 res;
MPU_IIC_Init();//初始化IIC总线
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X80); //复位MPU6050
delay_ms(100);
MPU_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
MPU_Write_Byte(MPU_INT_EN_REG,0X00); //关闭所有中断
MPU_Write_Byte(MPU_USER_CTRL_REG,0X00); //I2C主模式关闭
MPU_Write_Byte(MPU_FIFO_EN_REG,0X00); //关闭FIFO
MPU_Write_Byte(MPU_INTBP_CFG_REG,0X80); //INT引脚低电平有效
res=MPU_Read_Byte(MPU_DEVICE_ID_REG);
if(res==MPU_ADDR)//器件ID正确
{
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT1_REG,0X01); //设置CLKSEL,PLL X轴为参考
MPU_Write_Byte(MPU_PWR_MGMT2_REG,0X00); //加速度与陀螺仪都工作
MPU_Set_Rate(50); //设置采样率为50Hz
}
else
return 1;
return 0;
}
2.2 初始化用到的参数设置：
//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 MPU_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 MPU_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=3;
else if(lpf>=20)data=4;
else if(lpf>=10)data=5;
else data=6;
return MPU_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=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
}
2.3 MPU6050 原始数据的读取：
//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;
MPU_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=MPU_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)
//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_Accelerometer(short *ax,short *ay,short *az)
{
u8 buf[6],res;
res=MPU_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;;
}
至此，MPU6050的原始数据就读取完毕，但我们得到的这些数据无法直接使用，我们期望得到的是姿态数据，也就是欧拉角：航向角（yaw）、横滚角（roll）和俯仰角（pitch）。要得到欧拉角数据，需利用我们得到的原始数据，进行姿态融合解算，直接计算是比较复杂的，但MPU6050 自带了数字运动处理器 DMP，并且，InvenSense 提供了一个 MPU6050 的嵌入式运动驱动库，结合 MPU6050 的 DMP，可以将得到的原始数据，直接转换成四元数输出，而得到四元数之后，就可以很方便的计算出欧拉角，从而得到 yaw、 roll 和 pitch。
通过内置的 DMP，大大简化了代码的设计，且 MCU 不用进行姿态解算过程，大大降低了 MCU 的负担，从而有更多的时间去处理其他事件，提高系统实时性。
3. 数据融合
通过 MPU6050 的 DMP 输出的四元数是 q30 格式的，也就是浮点数放大了 2 的 30 次方倍。在换算成欧拉角之前，必须先将其转换为浮点数，也就是除以 2 的 30 次方，然后再进行计算，计算公式为：
q0=quat[0] / q30; //q30 格式转换为浮点数
q1=quat[1] / q30;
q2=quat[2] / q30;
q3=quat[3] / q30;
//计算得到俯仰角/横滚角/航向角
pitch=asin(-2 * q1 * q3 + 2 * q0* q2)* 57.3; //俯仰角
roll=atan2(2 * q2 * q3 + 2 * q0 * q1, -2 * q1 * q1 - 2 * q2* q2 + 1)* 57.3; //横滚角
yaw=atan2(2*(q1q2 + q0q3),q0q0+q1q1-q2q2-q3q3) * 57.3; //航向角
其中 quat[0]~ quat[3]是 MPU6050 的 DMP 解算后的四元数， q30 格式，所以要除以一个2 的 30 次方，其中 q30 是一个常量： 1073741824，即 2 的 30 次方，然后带入公式，计算出欧拉角。上述计算公式的 57.3 是弧度转换为角度，即 180/π，这样得到的结果就是以度（°）为单位的。
InvenSense 提供的 MPU6050 运动驱动库是基于 MSP430 的，需要将其移植一下，才可以用到 STM32F1 上面。
驱动库文件如图。重点就是两个 c 文件： inv_mpu.c 和 inv_mpu_dmp_motion_driver.c。
官方 DMP 驱动库移植起来，还是比较简单的，主要是实现这 4 个函数： **i2c_write，i2c_read， delay_ms 和 get_ms。**对应着我们实现的：
MPU_Write_Len，MPU_Read_Len，delay_ms（系统滴答实现），get_ms空函数替代。
3.1 添加的函数
DMP初始化：
//mpu6050,dmp初始化
//返回值:0,正常
// 其他,失败
u8 mpu_dmp_init(void)
{
u8 res=0;
MPU_IIC_Init(); //初始化IIC总线
if(mpu_init()==0) //初始化MPU6050
{
res=mpu_set_sensors(INV_XYZ_GYRO|INV_XYZ_ACCEL);//设置所需要的传感器
if(res)return 1;
res=mpu_configure_fifo(INV_XYZ_GYRO|INV_XYZ_ACCEL);//设置FIFO
if(res)return 2;
res=mpu_set_sample_rate(DEFAULT_MPU_HZ); //设置采样率
if(res)return 3;
res=dmp_load_motion_driver_firmware(); //加载dmp固件
if(res)return 4;
res=dmp_set_orientation(inv_orientation_matrix_to_scalar(gyro_orientation));//设置陀螺仪方向
if(res)return 5;
res=dmp_enable_feature(DMP_FEATURE_6X_LP_QUAT|DMP_FEATURE_TAP| //设置dmp功能
DMP_FEATURE_ANDROID_ORIENT|DMP_FEATURE_SEND_RAW_ACCEL|DMP_FEATURE_SEND_CAL_GYRO|
DMP_FEATURE_GYRO_CAL);
if(res)return 6;
res=dmp_set_fifo_rate(DEFAULT_MPU_HZ); //设置DMP输出速率(最大不超过200Hz)
if(res)return 7;
res=run_self_test(); //自检
if(res)return 8;
res=mpu_set_dmp_state(1); //使能DMP
if(res)return 9;
}else return 10;
return 0;
}
读取姿态解算后的数据：
//得到dmp处理后的数据(注意,本函数需要比较多堆栈,局部变量有点多)
//pitch:俯仰角 精度:0.1° 范围:-90.0°
//roll:横滚角 精度:0.1° 范围:-180.0°
//yaw:航向角 精度:0.1° 范围:-180.0°
//返回值:0,正常
// 其他,失败
u8 mpu_dmp_get_data(float *pitch,float *roll,float *yaw)
{
float q0=1.0f,q1=0.0f,q2=0.0f,q3=0.0f;
unsigned long sensor_timestamp;
short gyro[3], accel[3], sensors;
unsigned char more;
long quat[4];
if(dmp_read_fifo(gyro, accel, quat, &sensor_timestamp, &sensors,&more))return 1;
if(sensors&INV_WXYZ_QUAT)
{
q0 = quat[0] / q30; //q30格式转换为浮点数
q1 = quat[1] / q30;
q2 = quat[2] / q30;
q3 = quat[3] / q30;
//计算得到俯仰角/横滚角/航向角
*pitch = asin(-2 * q1 * q3 + 2 * q0* q2)* 57.3; // pitch
*roll = atan2(2 * q2 * q3 + 2 * q0 * q1, -2 * q1 * q1 - 2 * q2* q2 + 1)* 57.3; // roll
*yaw = atan2(2*(q1*q2 + q0*q3),q0*q0+q1*q1-q2*q2-q3*q3) * 57.3; //yaw
}else return 2;
return 0;
}
这里是移植了 DMP 的库，也可以通过读取原始数据，通过 MCU 用数学公式计算出欧拉角。
3.2 主函数实现及数据上报到PC端上位机
//串口1发送1个字符
//c:要发送的字符
void usart1_send_char(u8 c)
{
while((USART1->SR&0X40)==0);//等待上一次发送完毕
USART1->DR=c;
}
//传送数据给匿名四轴上位机软件(V2.6版本)
//fun:功能字. 0XA0~0XAF
//data:数据缓存区,最多28字节!!
//len:data区有效数据个数
void usart1_niming_report(u8 fun,u8*data,u8 len)
{
u8 send_buf[32];
u8 i;
if(len>28)
return; //最多28字节数据
send_buf[len+3]=0; //校验数置零
send_buf[0]=0X88; //帧头
send_buf[1]=fun; //功能字
send_buf[2]=len; //数据长度
for(i=0;i
send_buf[3+i]=data[i]; //复制数据
for(i=0;i
send_buf[len+3]+=send_buf[i]; //计算校验和
for(i=0;i
usart1_send_char(send_buf[i]); //发送数据到串口1
}
//发送加速度传感器数据和陀螺仪数据
//aacx,aacy,aacz:x,y,z三个方向上面的加速度值
//gyrox,gyroy,gyroz:x,y,z三个方向上面的陀螺仪值
void mpu6050_send_data(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz)
{
u8 tbuf[12];
tbuf[0]=(aacx>>8)&0XFF;
tbuf[1]=aacx&0XFF;
tbuf[2]=(aacy>>8)&0XFF;
tbuf[3]=aacy&0XFF;
tbuf[4]=(aacz>>8)&0XFF;
tbuf[5]=aacz&0XFF;
tbuf[6]=(gyrox>>8)&0XFF;
tbuf[7]=gyrox&0XFF;
tbuf[8]=(gyroy>>8)&0XFF;
tbuf[9]=gyroy&0XFF;
tbuf[10]=(gyroz>>8)&0XFF;
tbuf[11]=gyroz&0XFF;
usart1_niming_report(0XA1,tbuf,12);//自定义帧,0XA1
}
//通过串口1上报结算后的姿态数据给电脑
//aacx,aacy,aacz:x,y,z三个方向上面的加速度值
//gyrox,gyroy,gyroz:x,y,z三个方向上面的陀螺仪值
//roll:横滚角.单位0.01度。 -18000 -> 18000 对应 -180.00 -> 180.00度
//pitch:俯仰角.单位 0.01度。-9000 - 9000 对应 -90.00 -> 90.00 度
//yaw:航向角.单位为0.1度 0 -> 3600 对应 0 -> 360.0度
void usart1_report_imu(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz,short roll,short pitch,short yaw)
{
u8 tbuf[28];
u8 i;
for(i=0;i<28;i++)
tbuf[i]=0;//清0
tbuf[0]=(aacx>>8)&0XFF;
tbuf[1]=aacx&0XFF;
tbuf[2]=(aacy>>8)&0XFF;
tbuf[3]=aacy&0XFF;
tbuf[4]=(aacz>>8)&0XFF;
tbuf[5]=aacz&0XFF;
tbuf[6]=(gyrox>>8)&0XFF;
tbuf[7]=gyrox&0XFF;
tbuf[8]=(gyroy>>8)&0XFF;
tbuf[9]=gyroy&0XFF;
tbuf[10]=(gyroz>>8)&0XFF;
tbuf[11]=gyroz&0XFF;
tbuf[18]=(roll>>8)&0XFF;
tbuf[19]=roll&0XFF;
tbuf[20]=(pitch>>8)&0XFF;
tbuf[21]=pitch&0XFF;
tbuf[22]=(yaw>>8)&0XFF;
tbuf[23]=yaw&0XFF;
usart1_niming_report(0XAF,tbuf,28);//飞控显示帧,0XAF
}
int main(void)
{
u8 t=0,report=1; //默认开启上报
u8 key;
float pitch,roll,yaw; //欧拉角
short aacx,aacy,aacz; //加速度传感器原始数据
short gyrox,gyroy,gyroz; //陀螺仪原始数据
short temp; //温度
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
delay_init(); //延时函数初始化
//uart_init(500000); //串口初始化为9600
uart_init(128000);
usmart_dev.init(72); //初始化USMART
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
KEY_Init(); //初始化按键
LCD_Init(); //初始化LCD
MPU_Init(); //初始化MPU6050
POINT_COLOR=RED; //设置字体为红色
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Mini STM32");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"MPU6050 TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/4/18");
while(mpu_dmp_init())
{
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"MPU6050 Error");
delay_ms(200);
LCD_Fill(30,130,239,130+16,WHITE);
delay_ms(200);
}
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"MPU6050 OK");
LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"KEY0:UPLOAD ON/OFF");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"UPLOAD ON ");
LCD_ShowString(30,200,200,16,16," Temp: . C");
LCD_ShowString(30,220,200,16,16,"Pitch: . C");
LCD_ShowString(30,240,200,16,16," Roll: . C");
LCD_ShowString(30,260,200,16,16," Yaw : . C");
while(1)
{
key=KEY_Scan(0);
if(key==KEY0_PRES)
{
report=!report;
if(report)LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"UPLOAD ON ");
else LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"UPLOAD OFF");
}
if(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)==0) //！！读取欧拉角！！
{
temp=MPU_Get_Temperature(); //得到温度值
MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz); //得到加速度传感器数据
MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz); //得到陀螺仪数据
if(report)
mpu6050_send_data(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz);//用自定义帧发送加速度和陀螺仪原始数据
if(report)
usart1_report_imu(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz,(int)(roll*100),(int)(pitch*100),(int)(yaw*10));
if((t%10)==0)
{
if(temp<0)
{
LCD_ShowChar(30+48,200,'-',16,0); //显示负号
temp=-temp; //转为正数
}
else
LCD_ShowChar(30+48,200,' ',16,0); //去掉负号
LCD_ShowNum(30+48+8,200,temp/100,3,16); //显示整数部分
LCD_ShowNum(30+48+40,200,temp%10,1,16); //显示小数部分
temp=pitch*10;
if(temp<0)
{
LCD_ShowChar(30+48,220,'-',16,0); //显示负号
temp=-temp; //转为正数
}else LCD_ShowChar(30+48,220,' ',16,0); //去掉负号
LCD_ShowNum(30+48+8,220,temp/10,3,16); //显示整数部分
LCD_ShowNum(30+48+40,220,temp%10,1,16); //显示小数部分
temp=roll*10;
if(temp<0)
{
LCD_ShowChar(30+48,240,'-',16,0); //显示负号
temp=-temp; //转为正数
}else LCD_ShowChar(30+48,240,' ',16,0); //去掉负号
LCD_ShowNum(30+48+8,240,temp/10,3,16); //显示整数部分
LCD_ShowNum(30+48+40,240,temp%10,1,16); //显示小数部分
temp=yaw*10;
if(temp<0)
{
LCD_ShowChar(30+48,260,'-',16,0); //显示负号
temp=-temp; //转为正数
}else LCD_ShowChar(30+48,260,' ',16,0); //去掉负号
LCD_ShowNum(30+48+8,260,temp/10,3,16); //显示整数部分
LCD_ShowNum(30+48+40,260,temp%10,1,16); //显示小数部分
t=0;
LED0=!LED0;//LED闪烁
}
}
t++;
}
}
参考：
1.ATK-MPU6050六轴传感器模块使用说明(Mini V3)_AN1507.pdf
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