简单介绍各类陀螺仪的使用

简单介绍各类陀螺仪的使用最近，被安排调试MPU6050模块，之前从没接触过相关MEMS传感器，所以感觉一头雾水。幸好还有网络，还有强大的兄弟团的支持。不过，很可惜，网上大部分资料只是简单教你如何配置MPU6050并从数据寄存器读出测量值，而之后的数据处理很少涉及。这使得像我一样的菜鸟们十分抓狂。所以在此开辟专栏，希望大家集思广益，共同征服MPU6050。对于那些还不知道MPU6050是啥玩意的童鞋们，百度文科会告诉你。由于对此传感器的介绍铺天盖地，所以此处就一笔带过，不再详细介绍。毫无疑问，无论是学习MPU6050，还是其他ICs，大家首先想到的是数据手册。没错，MPU6050有两个非常重要的数据手册，一个是PS-MPU-6000A，另一个是RM-MPU-6000A。其他的都是原厂评估板的相关使用手册，对我们屌丝来说可以不用拜读了。PS-MPU-6000A是产品说明书，主要介绍了内部的结构、技术参数以及封装等内容；RM-MPU-6000A（*）是寄存器映射和描述文档，里面详细介绍了MPU6050内部各个寄存器的实现功能，对我们用户来说相当重要。网上虽然有一些翻译的中文资料，但自己还是硬着头皮仔细研读了一下两个手册。下面就把自己的心得和大家一起分享一下（产品说明书网上已有中文版，这里着重讲一下第二个数据手册）。RM-MPU-6000A列出了将近100个寄存器，还有一部分寄存器没有列出来，估计是不对用户开放的。这些寄存器大致上可分为如下几类：自检寄存器、陀螺仪加速度配置寄存器、总线配置相关寄存器、中断配置寄存器、数据寄存器、第三方传感器配置寄存器、FIFO相关寄存器、系统配置寄存器。第一次看到这么多寄存器时倒吸一口凉气，相信很多网友会跟我有相同的感觉。其实，仔细分析下来，真正需要你配置的寄存器也就一半左右。由于我手中的MPU6050模块并没有外接第三方传感器，所以需要配置的寄存器就更少了。下面我们就一起来学习一下一些比较重要的寄存器。系统配置寄存器1、PWR_MGMT_1该寄存器用来配置工作模式和时钟源。此外，还可以通过配置该寄存器复位整个器件以及禁止使用温度传感器。偶设置为0x08，处于正常工作模式，禁止使用温度传感器，选用内部8MHZ的时钟源。2、PWR_MGMT_2该寄存器用来配置加速度计模式下的唤醒频率和待机模式。3、USER_CTRL该寄存器用来使能或禁止FIFO缓冲、IIC主模式、和IIC接口。4、MOT_DETECT_CTRL该寄存器用来添加加速度计上电的延迟时间，默认是延时为4ms。5、SIGNAL_PATH_RESET该寄存器用来复位各个传感器的信号通路。陀螺仪加速度配置寄存器1、SMPRT_DIV该寄存器用来产生采样率（SampleRate=GyroscopeOutputRate/（1+SMPLRT_DIV））。偶设置为0x07，典型值。2、CONFIG该寄存器用来配置FSYNC管脚采样率和数字低通滤波器。3、GYRO_CONFIG该寄存器用来启动陀螺仪自检和设置陀螺仪测量范围（用户可根据自己的要求进行设置）。4、ACCEL_CONFIG该寄存器用来启动加速度计自检和设置加速度计测量范围（用户可根据自己的要求进行设置）。手册上说也能配置高通滤波器，但剩余的低三位没用到，不知如何设置？I2C配置相关寄存器INT_PIN_CFG寄存器I2C_BYPASS_EN位置1，USER_CTRL寄存器I2C_MST_EN置0，使得主控制器的I2与MPU6050的AUXI2C直通。中断配置寄存器1、INT_PIN_CFG该寄存器用来配置INT管脚的中断行为。偶设置为0x30，推挽输出，高电平有效，发生中断时INT管脚被拉高，任何读操作都会清除中断。2、INT_ENABLE该寄存器用来使能各种中断源。偶设置为0x01，使能数据准备好中断。当此中断产生时，可以读取传感器的数据寄存器来获取测量值（手册上说当完成写操作时会触发此中断，不知道是怎么回事，偶这样设置也能正常工作）。3、INT_STATUS中断状态寄存器，可以通过读取相应中断标志位来清除中断。上面所介绍的寄存器主要是初始化MPU6050时大概用到的寄存器，按如上配置，MPU6050可正常工作。对于手册上的一些内容依然迷茫，望解答。*******************************************************************************//陀螺仪MPU6050IIC测试程序*******************************************************************************/#includestm32f10x_lib.h#include//KeillibraryGPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;ErrorStatusHSEStartUpStatus;#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//定义MPU6050内部地址//****************************************#defineSMPLRT_DIV0x19//陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz)#defineCONFIG0x1A//低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz)#defineGYRO_CONFIG0x1B//陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)#defineACCEL_CONFIG0x1C//加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01(不自检，2G，5Hz)#defineACCEL_XOUT_H0x3B#defineACCEL_XOUT_L0x3C#defineACCEL_YOUT_H0x3D#defineACCEL_YOUT_L0x3E#defineACCEL_ZOUT_H0x3F#defineACCEL_ZOUT_L0x40//#defineTEMP_OUT_H0x41//#defineTEMP_OUT_L0x42//#defineGYRO_XOUT_H0x43#defineGYRO_XOUT_L0x44#defineGYRO_YOUT_H0x45#defineGYRO_YOUT_L0x46#defineGYRO_ZOUT_H0x47#defineGYRO_ZOUT_L0x48#definePWR_MGMT_10x6B//电源管理，典型值：0x00(正常启用)//#defineWHO_AM_I0x75//IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读)/****************************#defineMPU6050_Addr0xD0//定义器件在IIC总线中的从地址,根据ALTADDRESS地址引脚不同修改unsignedcharTX_DATA[4];//显示据缓存区unsignedcharBUF[10];//接收数据缓存区chartest=0;//IIC用到shortT_X,T_Y,T_Z,T_T;//X,Y,Z轴，温度//************************************/*模拟IIC端口输出输入定义*/#defineSCL_HGPIOB-BSRR=GPIO_Pin_6#defineSCL_LGPIOB-BRR=GPIO_Pin_6#defineSDA_HGPIOB-BSRR=GPIO_Pin_7#defineSDA_LGPIOB-BRR=GPIO_Pin_7#defineSCL_readGPIOB-IDR&GPIO_Pin_6#defineSDA_readGPIOB-IDR&GPIO_Pin_7/*函数申明-----------------------------------------------*/voidRCC_Configuration(void);voidGPIO_Configuration(void);voidNVIC_Configuration(void);voidUSART1_Configuration(void);voidWWDG_Configuration(void);voidDelay(u32nTime);voidDelayms(vu32m);/*变量定义----------------------------------------------*//*******************************/voidDATA_printf(uchar*s,shorttemp_data){if(temp_data0){temp_data=-temp_data;*s='-';}else*s='';*++s=temp_data/100+0x30;temp_data=temp_data%100;//取余运算*++s=temp_data/10+0x30;temp_data=temp_data%10;//取余运算*++s=temp_data+0x30;}/********************************************************************************FunctionName:I2C_GPIO_Config*Description:ConfigrationSimulationIICGPIO*Input:None*Output:None*Return:None*******************************************************************************/voidI2C_GPIO_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);}/********************************************************************************FunctionName:I2C_delay*Description:SimulationIICTimingseriesdelay*Input:None*Output:None*Return:NonevoidI2C_delay(void){u8i=30;//这里可以优化速度，经测试最低到5还能写入while(i){i--;}}voiddelay5ms(void){inti=5000;while(i){i--;}}/********************************************************************************FunctionName:I2C_Start*Description:MasterStartSimulationIICCommunication*Input:None*Output:None*Return:WheatherStart*******************************************************************