-
详解
MPU605
0
，用
STM32
读取原始数据，并相
互融合算出俯仰角、翻滚角、偏航角
6050
是什么？
MPU6050
是一个
6
轴运
动处理组件，包含了
3
轴加速度
和
3
轴陀螺仪。
MPU-6000
为全球首例整合性
6
轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速
器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。
MPU-6000
整合了
3
轴陀螺仪、
3
轴加速器，
并含
可藉由第二个
I2C
端口连接其他厂牌之加速器、
磁力传感器、
或其他传感器的数位运动处理
(DMP:
Digital Motion Processor)
硬件加
速引擎，由主要
I2C
端口以单一数据流的形式，向应用端输<
/p>
出完整的
9
轴融合演算技术
InvenSense
的运动处理资料库，可处
理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算对操作系统
的负荷，并为应用开发提供架构
化的
API
。
MPU-6000
的角速度全格感测范围为±
250
、±
500
、±
10
00
与±
2000
°
< br>/sec (dps)
，可准确追緃
快速与慢速动作，并
且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±
2g
、±
4g
±
8g
与±
16g
。产
品传输可透过最高至
400kHz
的
I2C
或
最高达
20MHz
的
SPI
。
MPU-6000
可在不同电压下工作，
VDD
供电电压介为
2.5V
±
5%
、
3.0V
±
5%
或
3.3V
±
5%
，逻辑接
口
VVDIO
供电为
1.8V
±
5%
。
MPU-6
000
的包装尺寸
4x4x0.9mm(QFN)
，
在业界是革命性的尺寸。
其他
的特征包含内建的温度感测器、包含在运作环境中仅有±
1%
变动的振荡器。
2.
加速度传感器是干嘛用的？
总而言这，加速度传感器，其实是力传感器。
用来检查上下左右前后哪几个面都受了多少力（包
括重力）
< br>，然后计算角度。
3.
陀螺仪是干嘛用的？
简而言之，陀螺仪就是角速度检测仪。比如，一块板，以
X
轴为轴心，在一秒钟的时间转到了
90
度，那么它在
X
轴上的角速度就是
90
度
/
秒
（
DPS,
角速度单位，
Degree Per
Second
的缩
写°
/S
，体现了转动的快慢）
6050
分辨率是多少？
3
轴加速度
和
3
轴陀螺仪分别用了
3
个
16
位的
ADC,
也就是说，加速度有
3
个
< br>16
位
ADC
，其中
每个轴使用了一个。也是说，每个轴输出的数据，是
2^16
也就是
-32768 ----
+32768
。陀螺
仪也是一样。
5.
单位换算
上面说的
-32768 --- +32768
，那么这个数字到底代表了什么呢？比如陀螺仪
32768
到底是指
角速度达到多少度
/
秒
？
这个其实是根据
MPU6050
设置的量程来决定
的，量程不一样，
32768
代表的值就不一样。
MPU6050
的
量程设置，
在
MPU6050::initialize()
（
库）
初始化
函数中进行了设置：
setFullScaleGyroR
ange(MPU6050_GYRO_FS_250);
setFullScal
eAccelRange(MPU6050_ACCEL_FS_2);
, 2g
秒
/
度
250
分别设置为，
按陀螺仪来说，
MPU6050
有四个量程可选：
±
250
，±
500
，±
1000
，±
2000
度
/s
比方说，设置了是
±
250 ,
那么
-32768 ---- +32768
就代表了
-250 ---- +250
< br>。此时它的
LSB(
拉傻
B
，最低有效位
)
是
131
LSB/(
度
/s)
STM32
自带
I2C
，但一般有两个
I2C1
（
PB6,P
B7
）和
I2C2
（
< br>PB10,PB11
）
，而且，
I2C
分为硬件、
和模拟。
软件
i2c
是程序员使用程序控制
SCL,SDA
线输出高低电平，模拟
i2c
协议的时序
.
硬件
i2c
程序员只要调用
i2c
的控
制函数即可，不用直接的去控制
SCL,SDA
高低电平的输出
本模块采用的是
IIC
通信方式，所以我们只需要连接四跟线就可以完成电路的连接，简单方
便！
原始数据有：
AX
、
AY
、
AZ G
X
、
GY
、
G
Z
简单的算法之后可以得到
Roll
，
pitch
，
yaw
参考
MPU-6050
数据手册
引脚说明：
VDD
供电电压为
2.5V
±
5%
、
3.0V
±
5%
、
3.3V
±
5%
；
VD
DIO
为
1.8V
±
5%
内建振荡器在工作温度范围内仅有±
1%
频率变化。可选外部时钟输入
32.768kHz
或
19.2MHz
找出几个重要的寄存器：
1
）
Register 25
–
Sample Rate Divider
（
SMPRT_DIV
）
8
位无符号值，通过该值将陀螺仪输出分频，得到采样频率
1
）
SMPLRT_DIV
的采样率。该寄存器指定陀螺
仪输出率的分频，用来产生
MPU-60X0
DMP
采样和运动检测的都是基于该采样率。
传感器寄存器的输出、
FIFO
输出、
采样率的计算公式
+ (1
率
/
陀螺仪的输出
采样率
=
SMPLRT_DIV)
。
，反之等于
1KHZ
当数字低通滤波器没有使能的时候，陀螺仪的输出平路等于
8KHZ
CONFIG
）
（
2
）
Register 26
–
Configuration
）
EXT_SYNC_SET
3
位无符号值，配置帧同步引脚的采样
1
DLPF_CFG
3
位无符号值，配置数字低通滤波器
）
2
。
引脚采样和数字低通滤波器
（
DLP
F
）
）
该寄
存器为陀螺仪和加速度计配置外部帧同步
（
FSYNC
FSYNC
引脚的一个外部信号进行采样。
EXT_SYNC_SET
通过配置，可以对连接到
FSY
NC
引脚上
的信号变化会被锁存，这样就能捕获到很短的频闪信
号。
信号状态。采样结束后，锁存器将复
位到当前的
FSYNC
根据下面的表格定义的值，<
/p>
采集到的数据会替换掉数据寄存器中上次接收到
的有效数据
的值对加速
度传感器和陀螺仪
DLPF_CFG
根据下表中来配置，
DLPF_CFG
数字低通滤波器是由．
滤波
）
（
GYRO_CONFIG3
）
Regist
er 27
–
Gyroscope
Configuration
X
轴陀螺仪进行自我测试。
1
）
XG_ST
设置此位，
Y
轴陀螺仪进行自我测试
。
2
）
YG_ST
设置此
位，
轴陀螺仪进行自我测试。
）
3ZG_ST
设置此位，
Z
位无符号值。
选择陀螺仪的量程。
4
）
FS_SEL
2
这个寄存器是用来触发陀螺仪自检和配置陀螺仪的满量程范围。
、
陀螺仪自检允许用户测试陀螺仪的
机械和电气部分，通过设置该寄存器的
XG_ST
可以
激活陀螺仪对应轴的自检。每个轴的检测可以独立进行或同时进
YG_ST
和
ZG_ST bits
行。
未启用自检功能时传感器的输
-
自检的响应
=
打开自检功能时的传感器输出
出当
MPU-6000/MPU-6
050
数据手册的电气特性表中已经给出了每个轴的限制范围。
在
自检
的响
应值在规定的范围内，
就能够通过自检；
反之，
就不能通过自检。
选择陀螺仪输出的量程：