使用 STM32 微控制器获取 MPU6050 传感器的姿态数据（如俯仰角、横滚角、偏航角）是一个常见的嵌入式开发任务。以下是实现的基本思路和步骤：

1. 硬件连接

• MPU6050 通过 I2C 接口与 STM32 通信（也可用 SPI，但 I2C 更常见）。
• 接线参考：
  • VCC → 3.3V
  • GND → GND
  • SDA → STM32 的 I2C SDA 引脚（如 PB7）
  • SCL → STM32 的 I2C SCL 引脚（如 PB6）
  • INT → 可选，用于中断触发。

2. 数据读取

MPU6050 提供 三轴加速度计 和 三轴陀螺仪 的原始数据：

• 加速度计：通过测量重力方向计算俯仰角（Pitch）和横滚角（Roll）。
• 陀螺仪：通过角速度积分计算姿态变化，但存在漂移问题。

3. 数据融合算法

单纯依赖加速度计或陀螺仪会导致噪声或漂移，需通过算法融合数据：

• 互补滤波：简单易实现，适合实时性要求高的场景。
• 卡尔曼滤波：更精确，但计算复杂度较高。
• DMP（Digital Motion Processor）：MPU6050 内置的运动处理器，可直接输出四元数（需启用此功能）。

4. 实现步骤（以 DMP 为例）

(1) 初始化 MPU6050

• 配置 I2C 通信。
• 校准传感器（去除零偏）。
• 启用 DMP 功能并设置采样率（如 100Hz）。

(2) 读取四元数

• 通过 DMP 直接获取四元数 [q0, q1, q2, q3]。
• 将四元数转换为欧拉角（Pitch, Roll, Yaw）：

  pitch = atan2(2*(q0*q1 + q2*q3), 1 - 2*(q1*q1 + q2*q2));
  roll  = asin(2*(q0*q2 - q3*q1));
  yaw   = atan2(2*(q0*q3 + q1*q2), 1 - 2*(q2*q2 + q3*q3));

(3) 实时输出姿态角

• 通过串口或显示屏输出角度值。

5. 注意事项

• 校准：上电后静置传感器，进行零偏校准。
• 坐标系：确保传感器安装方向与代码中的坐标系一致。
• 滤波：根据需求添加低通滤波减少噪声。
• 实时性：确保采样率和计算速度匹配。

6. 代码参考

• 推荐使用 STM32 的 HAL 库或 LL 库驱动 I2C。
• 可参考开源项目（如 i2cdevlib 中的 MPU6050 DMP 实现）。

如果需要具体代码示例或更详细的配置说明，可以进一步补充问题！