51单片机

求解MPU6050陀螺仪是怎么测角度的

2019-07-15 16:16发布

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  1. <p>//****************************************
  2. // MPU6050 IIC测试程序
  3. // 使用单片机STC89C52
  4. // 晶振：11.0592M
  5. // 显示：LCD1602
  6. // 编译环境 Keil uVision2
  7. // 参考宏晶网站24c04通信程序
  8. // 功能: 显示加速度计和陀螺仪的10位原始数据
  9. // 时间：2013年3月1日
  10. //****************************************
  11. #include <REG52.H>
  12. #include <math.h>    //Keil library
  13. #include <stdio.h>   //Keil library
  14. #include <INTRINS.H>
  15. typedef unsigned char  uchar;
  16. typedef unsigned short ushort;
  17. typedef unsigned int   uint;
  18. //****************************************
  19. // 定义51单片机端口
  20. //****************************************
  21. #define DataPort P0                //LCD1602数据端口
  22. sbit    SCL=P1^0;                        //IIC时钟引脚定义
  23. sbit    SDA=P1^1;                        //IIC数据引脚定义
  24. sbit    LCM_RS=P2^6;                //LCD1602命令端口
  25. sbit    LCM_RW=P2^5;                //LCD1602命令端口
  26. sbit    LCM_EN=P2^7;                //LCD1602命令端口

  28. //****************************************
  29. // 定义MPU6050内部地址
  30. //****************************************
  31. #define        SMPLRT_DIV                0x19        //陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz)
  32. #define        CONFIG                        0x1A        //低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz)
  33. #define        GYRO_CONFIG                0x1B        //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
  34. #define        ACCEL_CONFIG        0x1C        //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)
  35. #define        ACCEL_XOUT_H        0x3B
  36. #define        ACCEL_XOUT_L        0x3C
  37. #define        ACCEL_YOUT_H        0x3D
  38. #define        ACCEL_YOUT_L        0x3E
  39. #define        ACCEL_ZOUT_H        0x3F
  40. #define        ACCEL_ZOUT_L        0x40
  41. #define        TEMP_OUT_H                0x41
  42. #define        TEMP_OUT_L                0x42
  43. #define        GYRO_XOUT_H                0x43
  44. #define        GYRO_XOUT_L                0x44
  45. #define        GYRO_YOUT_H                0x45
  46. #define        GYRO_YOUT_L                0x46
  47. #define        GYRO_ZOUT_H                0x47
  48. #define        GYRO_ZOUT_L                0x48
  49. #define        PWR_MGMT_1                0x6B        //电源管理，典型值：0x00(正常启用)
  50. #define        WHO_AM_I                        0x75        //IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读)
  51. #define        SlaveAddress        0xD0        //IIC写入时的地址字节数据，+1为读取
  52. //****************************************
  53. //定义类型及变量
  54. //****************************************
  55. uchar dis[4];                                                        //显示数字(-511至512)的字符数组
  56. int        dis_data;                                                //变量
  57. //int        Temperature,Temp_h,Temp_l;        //温度及高低位数据
  58. //****************************************
  59. //函数声明
  60. //****************************************
  61. void  delay(unsigned int k);                                                                                //延时
  62. //LCD相关函数
  63. void  InitLcd();                                                                                                                //初始化lcd1602
  64. void  lcd_printf(uchar *s,int temp_data);
  65. void  WriteDataLCM(uchar dataW);                                                                        //LCD数据
  66. void  WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc);                                //LCD指令
  67. void  DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData);                        //显示一个字符
  68. void  DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L);        //显示字符串
  69. //MPU6050操作函数
  70. void  InitMPU6050();                                                                                                        //初始化MPU6050
  71. void  Delay5us();
  72. void  I2C_Start();
  73. void  I2C_Stop();

  75. void  I2C_SendACK(bit ack);
  76. bit   I2C_RecvACK();

  78. void  I2C_SendByte(uchar dat);
  79. uchar I2C_RecvByte();

  81. void  I2C_ReadPage();
  82. void  I2C_WritePage();
  83. void  display_ACCEL_x();
  84. void  display_ACCEL_y();
  85. void  display_ACCEL_z();
  86. uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address);                                                //读取I2C数据
  87. void  Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data);        //向I2C写入数据


  90. //****************************************
  91. //整数转字符串
  92. //****************************************
  93. void lcd_printf(uchar *s,  int temp_data)
  94. {
  95.         if(temp_data<0)
  96.         {
  97.                 temp_data=-temp_data;
  98.                 *s='-';
  99.         }
  100.         else *s=' ';
  101.         *++s =temp_data/100+0x30;
  102.         temp_data=temp_data%100;     //取余运算
  103.         *++s =temp_data/10+0x30;
  104.         temp_data=temp_data%10;      //取余运算
  105.         *++s =temp_data+0x30;
  106. }
  107. //****************************************
  108. //延时
  109. //****************************************
  110. void delay(unsigned int k)
  111. {
  112.         unsigned int i,j;
  113.         for(i=0;i<k;i++)
  114.         {
  115.                 for(j=0;j<121;j++);
  116.         }
  117. }
  118. //****************************************
  119. //LCD1602初始化
  120. //****************************************
  121. void InitLcd()
  122. {
  123.         WriteCommandLCM(0x38,1);
  124.         WriteCommandLCM(0x08,1);
  125.         WriteCommandLCM(0x01,1);
  126.         WriteCommandLCM(0x06,1);
  127.         WriteCommandLCM(0x0c,1);
  128.         DisplayOneChar(0,0,'A');
  129.         DisplayOneChar(0,1,'G');
  130. }
  131. //****************************************
  132. //LCD1602写允许
  133. //****************************************
  134. void WaitForEnable(void)
  135. {
  136.         DataPort=0xff;
  137.         LCM_RS=0;LCM_RW=1;_nop_();
  138.         LCM_EN=1;_nop_();_nop_();
  139.         while(DataPort&0x80);
  140.         LCM_EN=0;
  141. }
  142. //****************************************
  143. //LCD1602写入命令
  144. //****************************************
  145. void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc)
  146. {
  147.         if(Attribc)WaitForEnable();
  148.         LCM_RS=0;LCM_RW=0;_nop_();
  149.         DataPort=CMD;_nop_();
  150.         LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;
  151. }
  152. //****************************************
  153. //LCD1602写入数据
  154. //****************************************
  155. void WriteDataLCM(uchar dataW)
  156. {
  157.         WaitForEnable();
  158.         LCM_RS=1;LCM_RW=0;_nop_();
  159.         DataPort=dataW;_nop_();
  160.         LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;
  161. }
  162. //****************************************
  163. //LCD1602写入一个字符
  164. //****************************************
  165. void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData)
  166. {
  167.         Y&=1;
  168.         X&=15;
  169.         if(Y)X|=0x40;
  170.         X|=0x80;
  171.         WriteCommandLCM(X,0);
  172.         WriteDataLCM(DData);
  173. }
  174. //****************************************
  175. //LCD1602显示字符串
  176. //****************************************
  177. void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L)
  178. {
  179.         uchar ListLength=0;
  180.         Y&=0x1;
  181.         X&=0xF;
  182.         while(L--)
  183.         {
  184.                 DisplayOneChar(X,Y,DData[ListLength]);
  185.                 ListLength++;
  186.                 X++;
  187.         }
  188. }

















  206. //**************************************
  207. //延时5微秒(STC90C52RC@12M)
  208. //不同的工作环境,需要调整此函数
  209. //当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
  210. //**************************************
  211. void Delay5us()
  212. {
  213.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  214.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  215.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  216.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  217.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  218.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  219. }
  220. //**************************************
  221. //I2C起始信号
  222. //**************************************
  223. void I2C_Start()
  224. {
  225.     SDA = 1;                    //拉高数据线
  226.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
  227.     Delay5us();                 //延时
  228.     SDA = 0;                    //产生下降沿
  229.     Delay5us();                 //延时
  230.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
  231. }
  232. //**************************************
  233. //I2C停止信号
  234. //**************************************
  235. void I2C_Stop()
  236. {
  237.     SDA = 0;                    //拉低数据线
  238.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
  239.     Delay5us();                 //延时
  240.     SDA = 1;                    //产生上升沿
  241.     Delay5us();                 //延时
  242. }
  243. //**************************************
  244. //I2C发送应答信号
  245. //入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
  246. //**************************************
  247. void I2C_SendACK(bit ack)
  248. {
  249.     SDA = ack;                  //写应答信号
  250.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
  251.     Delay5us();                 //延时
  252.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
  253.     Delay5us();                 //延时
  254. }
  255. //**************************************
  256. //I2C接收应答信号
  257. //**************************************
  258. bit I2C_RecvACK()
  259. {
  260.     SCL = 1;                    //拉高时钟线
  261.     Delay5us();                 //延时
  262.     CY = SDA;                   //读应答信号
  263.     SCL = 0;                    //拉低时钟线
  264.     Delay5us();                 //延时
  265.     return CY;
  266. }
  267. //**************************************
  268. //向I2C总线发送一个字节数据
  269. //**************************************
  270. void I2C_SendByte(uchar dat)
  271. {
  272.     uchar i;
  273.     for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
  274.     {
  275.         dat <<= 1;              //移出数据的最高位
  276.         SDA = CY;               //送数据口
  277.         SCL = 1;                //拉高时钟线
  278.         Delay5us();             //延时
  279.         SCL = 0;                //拉低时钟线
  280.         Delay5us();             //延时
  281.     }
  282.     I2C_RecvACK();
  283. }
  284. //**************************************
  285. //从I2C总线接收一个字节数据
  286. //**************************************
  287. uchar I2C_RecvByte()
  288. {
  289.     uchar i;
  290.     uchar dat = 0;
  291.     SDA = 1;                    //使能内部上拉,准备读取数据,
  292.     for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
  293.     {
  294.         dat <<= 1;
  295.         SCL = 1;                //拉高时钟线
  296.         Delay5us();             //延时
  297.         dat |= SDA;             //读数据
  298.         SCL = 0;                //拉低时钟线
  299.         Delay5us();             //延时
  300.     }
  301.     return dat;
  302. }
  303. //**************************************
  304. //向I2C设备写入一个字节数据
  305. //**************************************
  306. void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)
  307. {
  308.     I2C_Start();                  //起始信号
  309.     I2C_SendByte(SlaveAddress);   //发送设备地址+写信号
  310.     I2C_SendByte(REG_Address);    //内部寄存器地址，
  311.     I2C_SendByte(REG_data);       //内部寄存器数据，
  312.     I2C_Stop();                   //发送停止信号
  313. }
  314. //**************************************
  315. //从I2C设备读取一个字节数据
  316. //**************************************
  317. uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)
  318. {
  319.         uchar REG_data;
  320.         I2C_Start();                   //起始信号
  321.         I2C_SendByte(SlaveAddress);    //发送设备地址+写信号
  322.         I2C_SendByte(REG_Address);     //发送存储单元地址，从0开始
  323.         I2C_Start();                   //起始信号
  324.         I2C_SendByte(SlaveAddress+1);  //发送设备地址+读信号
  325.         REG_data=I2C_RecvByte();       //读出寄存器数据
  326.         I2C_SendACK(1);                //接收应答信号
  327.         I2C_Stop();                    //停止信号
  328.         return REG_data;
  329. }










  340. //**************************************
  341. //初始化MPU6050
  342. //**************************************
  343. void InitMPU6050()
  344. {        delay(100);
  345.         Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00);        //解除休眠状态
  346.         Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07); //陀螺仪采样率，1KHz
  347.         Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06);                 //低通滤波器的设置，截止频率是1K，带宽是5K
  348.         Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18);
  349.         Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01);
  350. }
  351. //**************************************
  352. //在1602上显示10位数据
  353. //**************************************
  354. void Display10BitData  (int value,uchar x,uchar y)
  355. {
  356.         value/=64;                                                //转换为10位数据 value=value/64  右移动六位
  357.         lcd_printf(dis, value);                                //转换数据显示
  358.         DisplayListChar(x, y, dis, 4);                        //启始列，行，显示数组，显示长度
  359. }
  360. //**************************************
  361. //合成数据
  362. //**************************************
  363. int GetData(uchar REG_Address)
  364. {
  365.         char H,L;
  366.         H=Single_ReadI2C(REG_Address);
  367.         L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
  368.         return (H<<8)+L;   //合成数据
  369. }




  374. //**************************************
  375. //显示温度
  376. //**************************************
  377. //void display_temp()
  378. //{
  379. //        Temp_h=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_H); //读取温度
  380. //        Temp_l=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_L); //读取温度
  381. //        Temperature=Temp_h<<8|Temp_l;     //合成温度
  382. //        Temperature = 35+ ( (double) (Temperature + 13200)) / 280; // 计算出温度
  383. //        lcd_printf(dis,Temperature);     //转换数据显示
  384. //        DisplayListChar(11,1,dis,4);     //启始列，行，显示数组，显示位数
  385. //}
  386. //*********************************************************
  387. //主程序
  388. //*********************************************************
  389. void main()
  390. {
  391.         int  ACCE_X=0,ACCE_Y=0,x=0,y=0,angleAx=0;
  392.         delay(500);                //上电延时
  393.         InitLcd();                //液晶初始化
  394.         InitMPU6050();        //初始化MPU6050
  395.         delay(150);
  396.         while(1)
  397.         {
  398.                 Display10BitData  (GetData(ACCEL_XOUT_H),  2,  0);        //显示X轴加速度
  399.                 Display10BitData  (GetData(ACCEL_YOUT_H),  7,  0);        //显示Y轴加速度
  400.                 Display10BitData  (GetData(ACCEL_ZOUT_H) ,  12,  0);//显示Z轴加速度
  401.                 Display10BitData  (GetData(GYRO_XOUT_H) ,  2,  1);        //显示X轴角速度
  402.                 Display10BitData  (GetData(GYRO_YOUT_H),  7,  1);        //显示Y轴角速度
  403.                 Display10BitData  (GetData(GYRO_ZOUT_H),  12,  1);        //显示Z轴角速度
  404. //                ACCE_X=(GetData(ACCEL_XOUT_H));
  405. //                ACCE_Y=(GetData(ACCEL_YOUT_H));
  406. //                x=(float)ACCE_X/4096.0;
  407. //                y=(float)ACCE_Y/4096.0;
  408. //                angleAx=atan2(x,y)*180/3.14;
  409. //                DisplayOneChar(0,0,'0'+angleAx/100);
  410. //                DisplayOneChar(1,0,'0'+angleAx/10%10);
  411. //                DisplayOneChar(2,0,'0'+angleAx%10);

  413.                
  414.                 delay(500);
  415.         }
  416. }</p>
复制代码
如题。我能得到加速度和角速度。

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6条回答
shao15232
2019-07-16 06:50
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