什么是陀螺仪 六轴陀螺仪MPU6050介绍

已经有很多大佬介绍过了MPU6050的协议、数据处理方式、滤波算法，所以这部分就不再复述了，本篇主要是针对看不懂长篇大论的小白的简易上手的方法。

首先呢还是得简单介绍下什么是陀螺仪:

 

 

MPU-60X0是世界上第一款集成 6 轴MotionTracking设备。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。

那么本篇文章呢，主要介绍通过复制粘贴的代码可以实现对当前角度的读取（软件IIC），检测三轴方向上的角度，如上图，假如该陀螺仪平放在水平面上，从侧面看为一个线段，现取一个顶点（圆点），让另一边绕该点旋转，形成一个角度的示意图，如下图，这样便呈现了一个角度，我们的单片机通过协议和处理方法，将这个角度读取出来（-90-90°），当换一个平面时，相同的绕圆点旋转便可以出现Y轴，
 

 

 

当如果我们想读取Z轴时（不常用），选择的方式是以该平面的中心为圆点进行旋转，可以得到一个角度值，该值通过本篇方法处理后有一定的偏差，常用的为X和Y轴

 

 

上面简单介绍了X、Y、Z轴读取后的数据分别代码什么内容，下面来讲解针对STM32平台的代码移植过程，本篇使用的方式为软件IIC（通过IO的读和写来实现数据读取，方便移植） 

首先我们打开该工程的OLED_I2C.H文件（本文最下面附链，以STM32F1为例）

 

#define OLED_I2C                          I2C1
#define OLED_I2C_CLK                      RCC_APB1Periph_I2C1
#define OLED_I2C_CLK_INIT								  RCC_APB1PeriphClockCmd
 
#define OLED_I2C_SCL_PIN                  GPIO_Pin_6                 
#define OLED_I2C_SCL_GPIO_PORT            GPIOB                       
#define OLED_I2C_SCL_GPIO_CLK             RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define OLED_I2C_SCL_SOURCE               GPIO_PinSource6
#define OLED_I2C_SCL_AF                   GPIO_AF_I2C1
 
#define OLED_I2C_SDA_PIN                  GPIO_Pin_7                  
#define OLED_I2C_SDA_GPIO_PORT            GPIOB                       
#define OLED_I2C_SDA_GPIO_CLK             RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define OLED_I2C_SDA_SOURCE               GPIO_PinSource7
#define OLED_I2C_SDA_AF                   GPIO_AF_I2C1
 
void I2C_Configuration(void);
 
void I2C_WriteByte(uint8_t addr,uint8_t data);
void WriteCmd(unsigned char I2C_Command);
void WriteDat(unsigned char I2C_Data);
 
void OLED_Init(void);
void OLED_SetPos(unsigned char x, unsigned char y);
void OLED_Fill(unsigned char fill_Data);
void OLED_CLS(void);
void OLED_ON(void);
void OLED_OFF(void);
void OLED_ShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char ch[], unsigned char TextSize);
void OLED_ShowCN(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char N);
void OLED_DrawBMP(unsigned char x0,unsigned char y0,unsigned char x1,unsigned char y1,unsigned char BMP[]);

 

 

该头文件部分对使用到的引脚进行了声明，例如该工程中使用到的SCL引脚为PB6，SDA引脚为PB7，同时我们看一下OLED_I2C.C中是如何使用这些内容的

 

void I2C_Configuration(void)
{
	I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure;
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
 
	OLED_I2C_CLK_INIT(OLED_I2C_CLK,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = OLED_I2C_SCL_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;	       // 开漏输出
    GPIO_Init(OLED_I2C_SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
	
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = OLED_I2C_SDA_PIN;
    GPIO_Init(OLED_I2C_SDA_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	
	
	I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
	I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;/* 高电平数据稳定，低电平数据变化 SCL 时钟线的占空比 */
	I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = OLED_ADDRESS;//OLED的I2C地址
	I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;
	I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;/* I2C的寻址模式 */
	I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;
 
	I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure); /* I2C1 初始化 */
	I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);               /* 使能 I2C1 */
 
}

 

 

发现在该C文件中使用到初始化的部分都是通过#define的值进行调用的，所以！！ 在本工程中只需要改动OLED_I2C.H种的内容就可以完全实现移植，兼容任何STM32的标准库

说完了移植代码，下面看一下如何获取数据：

首先在main（）函数里面需要有两个初始化，

 

//I2C初始化
i2c_GPIO_Config();
//MPU6050初始化
MPU6050_Init();
while(MPU6050ReadID() == 0);
		

 

通过这两个初始化和再次校验，MPU6050的初始化就成功了，现在我们进入数据读取环节

 

/**
  * @brief   读取MPU6050的加速度数据
  * @param   
  * @retval  
  */
void MPU6050ReadAcc(short *accData)
{
    u8 buf[6];
    MPU6050_ReadData(MPU6050_ACC_OUT, buf, 6);
    accData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
    accData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
    accData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
}
 
/**
  * @brief   读取MPU6050的角加速度数据
  * @param   
  * @retval  
  */
void MPU6050ReadGyro(short *gyroData)
{
    u8 buf[6];
    MPU6050_ReadData(MPU6050_GYRO_OUT,buf,6);
    gyroData[0] = (buf[0] << 8) | buf[1];
    gyroData[1] = (buf[2] << 8) | buf[3];
    gyroData[2] = (buf[4] << 8) | buf[5];
}
 
 
/**
  * @brief   读取MPU6050的原始温度数据
  * @param   
  * @retval  
  */
void MPU6050ReadTemp(short *tempData)
{
	u8 buf[2];
    MPU6050_ReadData(MPU6050_RA_TEMP_OUT_H,buf,2);     //读取温度值
    *tempData = (buf[0] << 8) | buf[1];
}

 

所有的读取数据都是通过这三个函数实现的，经过上面的初始化后可以直接在主函数中进行使用，我们这里用到的主要是MPU6050ReadGyro()函数，函数内封装有数据转换，可以直接得到角度值，此时我们先新建一个变量

新建一个成员为3的数组，方便一次性获取X、Y、Z轴的数据，使用方式为：

 

MPU6050ReadGyro(Gyro);
JD1[0]=abs(Gyro[0])/100+'0';
JD1[1]=abs(Gyro[0])/10%10+'0';
JD1[2]=abs(Gyro[0])%10+'0';

 

该语句是将X轴的角度数据转换为字符串数据，方便新手下面通过串口输出数值进行转换

编辑：黄飞