二·数据传输:
1.I2C原理在上一篇博客里有详细讲解，在这里不再赘述。
如果要写 MPU-60X0 寄存器，主设备除了发出开始标志（S）和地址位，还要加一个 R/W 位，0 为写，1 为读。在第 9 个时钟周期（高电平时），MPU-60X0 产生应答信号。然 后主设备开始传送寄存器地址（RA），接到应答后，开始传送寄存器数据，然后仍然要有应 答信号，依次类推。
单字节写时序：
多字节写时序：
如果要读取 MPU-60X0 寄存器的值，首先由主设备产生开始信号（S），然后发送从设 备地址位和一个写数据位，然后发送寄存器地址，才能开始读寄存器。紧接着，收到应答信 号后，主设备再发一个开始信号，然后发送从设备地址位和一个读数据位。然后，作为从设 备的 MPU-60X0 产生应答信号并开始发送寄存器数据。通信以主设备产生的拒绝应答信号 （NACK）和结束标志（P）结束。拒绝应答信号（NACK）产生定义为 SDA 数据在第 9 个 时钟周期一直为高。
三·STM32控制MPU6050
1.硬件连接
实验采用正点原子公司的 AN1507 ATK-MPU6050 六轴传感器模块
MPU6050 STM32
VCC <---> VCC
GND <---> GND
SDA <---> PB9
SCL <---> PB8
INT <---> 不接
AD0 <---> 不接
2. 重要寄存器
2.1 电源管理寄存器 1
DEVICE_RESET 位用来控制复位，设置为 1，复位 MPU6050，复位结束后， MPU
硬件自动清零该位
SLEEEP 位用于控制 MPU6050 的工作模式，复位后，该位为 1，即进
入了睡眠模式（低功耗），所以我们要清零该位，以进入正常工作模式
TEMP_DIS 用于设置是否使能温度传感器，设置为 0，则使能
CLKSEL[2:0]用于选择系统时钟源，选择关系如表
| CLKSEL[2:0] | 时钟源 |
|---|---|
| 000 | 内部 8M RC 晶振 |
| 001 | PLL，使用 X 轴陀螺作为参考 |
| 010 | PLL，使用 Y 轴陀螺作为参考 |
| 011 | PLL，使用 Z 轴陀螺作为参考 |
| 100 | PLL，使用外部 32.768Khz 作为参考 |
| 101 | PLL，使用外部 19.2Mhz 作为参考 |
| 110 | 保留 |
| 111 | 关闭时钟，保持时序产生电路复位状态 |
**默认是使用内部 8M RC 晶振的，精度不高，所以我们一般选择 X/Y/Z 轴陀螺作为参考
的 PLL 作为时钟源，一般设置 CLKSEL=001 即可**
2.2 陀螺仪配置寄存器
FS_SEL[1:0]这两个位，用于设置陀螺仪的满量程范围： 0，±250°
/S； 1，±500° /S； 2，±1000° /S； 3，±2000° /S；我们一般设置为 3，即±2000° /S，因
为陀螺仪的 ADC 为 16 位分辨率，所以得到灵敏度为： 65536/4000=16.4LSB/(° /S)
2.3 加速度传感器配置寄存器
AFS_SEL[1:0]这两个位，用于设置加速度传感器的满量程范围： 0，
±2g； 1，±4g； 2，±8g； 3，±16g；我们一般设置为 0，即±2g，因为加速度传感器的
ADC 也是 16 位，所以得到灵敏度为： 65536/4=16384LSB/g
2.4 FIFO使能寄存器
该寄存器用于控制 FIFO 使能，在简单读取传感器数据的时候，可以不用 FIFO，设置
对应位为 0 即可禁止 FIFO，设置为 1，则使能 FIFO
加速度传感器的 3 个轴，全由 1
个位（ ACCEL_FIFO_EN）控制，只要该位置 1，则加速度传感器的三个通道都开启 FIFO
2.5 陀螺仪采样率分频寄存器
该寄存器用于设置 MPU6050 的陀螺仪采样频率，计算公式为：
采样频率 = 陀螺仪输出频率 / (1+SMPLRT_DIV)
这里陀螺仪的输出频率，是 1Khz 或者 8Khz，与数字低通滤波器（ DLPF）的设置有关，
当 DLPF_CFG=0/7 的时候，频率为 8Khz，其他情况是 1Khz。而且 DLPF 滤波频率一般设置
为采样率的一半。采样率，我们假定设置为 50Hz，那么 SMPLRT_DIV=1000/50-1=19
2.6 配置寄存器
数字低通滤波器（ DLPF）的设置位，即： DLPF_CFG[2:0]，加速
度计和陀螺仪，都是根据这三个位的配置进行过滤的。 DLPF_CFG 不同配置对应的过滤情
况如表:
这里的加速度传感器，输出速率（ Fs）固定是 1Khz，而角速度传感器的输出速率（ Fs），
则根据 DLPF_CFG 的配置有所不同。一般我们设置角速度传感器的带宽为其采样率的一半，
如前面所说的，如果设置采样率为 50Hz，那么带宽就应该设置为 25Hz，取近似值 20Hz，
就应该设置 DLPF_CFG=100
2.7 电源管理寄存器 2
LP_WAKE_CTRL 用于控制低功耗时的唤醒频率
剩下的 6 位，分别控制加速度和陀螺仪的x/y/z轴是否进入待机模式，这里我们全部都不进入待机模式，所以全部设置为 0 即可
2.8 陀螺仪数据输出寄存器
通过读取这6个寄存器，就可以读到陀螺仪 x/y/z 轴的值，比如 x 轴的数据，可以通过读取
0X43（高 8 位）和 0X44（低 8 位）寄存器得到，其他轴以此类推
2.9 加速度传感器数据输出寄存器
通过读取这6个寄存器，就可以读到加速度传感器 x/y/z 轴的值，比如读 x 轴的数据，可以通过读取 0X3B（高 8 位）和0X3C（低8位）寄存器得到，其他轴以此类推
2.10 温度传感器数据输出寄存器
温度传感器的值，可以通过读取 0X41（高 8 位）和 0X42（低 8 位）寄存器得到，
温度换算公式为：
Temperature = 36.53 + regval/340
其中， Temperature 为计算得到的温度值，单位为℃， regval 为从 0X41 和 0X42 读到的
温度传感器值
2.11 中断使能寄存器
OT_EN 该位置 1，该位使能运动检测（Motiondetection）产生中断。
FIFO_OFLOW_EN该位置1，该位使能FIFO缓冲区溢出产生中断。
I2C_MST_INT_EN该位置1，该位使能I2C主机所有中断源产生中断。
DATA_RDY_EN 该位置 1，该位使能数据就绪中断（ Data Ready interrupt），所有的传感器寄存器写操作完成时都会产生
关闭所有中断则给此寄存器赋值0X00
3. 软件驱动
3.1 通过IIC对MPU6050寄存器进行读写
//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 IIC\_Write\_Byte(u8 reg,u8 data)
{
IIC\_Start();
IIC\_Send\_Byte((MPU\_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
if(IIC\_Wait\_Ack()) //等待应答
{
IIC\_Stop();
return 1;
}
IIC\_Send\_Byte(reg); //写寄存器地址
IIC\_Wait\_Ack(); //等待应答
IIC\_Send\_Byte(data);//发送数据
if(IIC\_Wait\_Ack()) //等待ACK
{
IIC\_Stop();
return 1;
}
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 IIC\_Read\_Byte(u8 reg)
{
u8 res;
IIC\_Start();
IIC\_Send\_Byte((MPU\_ADDR<<1)|0);//发送器件地址+写命令
IIC\_Wait\_Ack();//等待应答
IIC\_Send\_Byte(reg);//写寄存器地址
IIC\_Wait\_Ack();//等待应答
IIC\_Start();
IIC\_Send\_Byte((MPU\_ADDR<<1)|1);//发送期间地址+读命令
IIC\_Wait\_Ack();//等待应答
res=IIC\_Read\_Byte(0);//读取数据，发送nACK
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 IIC\_Write\_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 \*buf)
{
u8 i;
IIC\_Start();
IIC\_Send\_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
if(IIC\_Wait\_Ack())//等待应答
{
IIC\_Stop();
return 1;
}
IIC\_Send\_Byte(reg);//写寄存器地址
IIC\_Wait\_Ack();//等待应答
for(i=0;i<len;i++)
{
IIC\_Send\_Byte(buf[i]);//发送数据
if(IIC\_Wait\_Ack())//等待ACK
{
IIC\_Stop();
return 1;
}
}
IIC\_Stop();
return 0;
}
//IIC连续读
//addr:器件地址
//reg:要读取的寄存器地址
//len:要读取得长度
//buf:读取到的数据存储区
//返回值: 0,正常
// 其他，错误代码
u8 IIC\_Read\_Len(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 \*buf)
{
IIC\_Start();
IIC\_Send\_Byte((addr<<1)|0);//发送器件地址+写命令
if(IIC\_Wait\_Ack())//等待应答
{
IIC\_Stop();
return 1;
}
IIC\_Send\_Byte(reg);//写寄存器地址
IIC\_Wait\_Ack();//等待应答
IIC\_Start();
IIC\_Send\_Byte((addr<<1)|1);//发送器件地址+读命令
IIC\_Wait\_Ack();//等待应答
while(len)
{
if(len==1) \*buf=IIC\_Read\_Byte(0);//读数据，发送nACK
else \*buf=IIC\_Read\_Byte(1);//读数据，发送ACK
len--;
buf++;
}
IIC\_Stop();//产生一个停止条件
return 0;
}
3.2 MPU6050初始化
//初始化MPU6050
//返回值: 0,成功
// 其他,错误代码
u8 MPU\_Init(void)
{
u8 res;
IIC\_Init();//初始化IIC总线
IIC\_Write\_Byte(MPU\_PWR\_MGMT1\_REG,0X80);//复位MPU6050
delay\_ms(100);
IIC\_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
IIC\_Write\_Byte(MPU\_INT\_EN\_REG,0X00); //关闭所有中断
IIC\_Write\_Byte(MPU\_USER\_CTRL\_REG,0X00);//I2C主模式关闭
IIC\_Write\_Byte(MPU\_FIFO\_EN\_REG,0X00);//关闭FIFO
IIC\_Write\_Byte(MPU\_INTBP\_CFG\_REG,0X80);//INT引脚低电平有效
res=IIC\_Read\_Byte(MPU\_DEVICE\_ID\_REG);
if(res==MPU\_ADDR)//器件ID正确
{
IIC\_Write\_Byte(MPU\_PWR\_MGMT1\_REG,0X01);//设置CLKSEL,PLL X 轴为参考
IIC\_Write\_Byte(MPU\_PWR\_MGMT2\_REG,0X00);//加速度陀螺仪都工作
MPU\_Set\_Rate(50); //设置采样率为50HZ
}else return 1;
return 0;
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