mpu6050寄存器詳解文檔

1、詳解MPU6050,用STM32讀取原始數(shù)據(jù)，并相互融合算出俯仰角、翻 滾角、偏航角(2014-01-16 16:53:41) 轉(zhuǎn)載是什么MPU6050是一個(gè)6軸運(yùn)動處理組件，包含了 3軸加速度 和3軸陀螺儀。MPU-6000為全球首例整合性6軸運(yùn)動處理組件，相較于多組件方案，免除了 組合陀螺儀與加速器時(shí)之軸問差的問題，減少了大量的包裝空間。MPU-6000整合了 3軸陀螺儀、3軸加速器，并含可藉由第二個(gè)I2C端口連接其他廠牌之加速 器、磁力傳感器、或其他傳感器的數(shù)位運(yùn)動處理 (DMP: Digital Motion Processor) 硬件加速引擎，由主要I2C端口以單一數(shù)據(jù)流的形式，向應(yīng)

2、用端輸出完整的9軸融合演算技術(shù)InvenSense的運(yùn)動處理資料庫，可處理運(yùn)動感測的復(fù)雜數(shù)據(jù)，降低了運(yùn)動處理 運(yùn)算對操作系統(tǒng)的負(fù)荷，并為應(yīng)用開發(fā)提供架構(gòu)化的API。MPU-6000的角速度全格感測范圍為 ±250 ±500 ± 1000t ± 2000§ec (dps),可 準(zhǔn)確追余他快速與慢速動作，并且，用戶可程式控制的加速器全格感測范圍為 ±2 g ±4g±8g± 16 g產(chǎn)品傳輸可透過最高至 400kHz的I2C或最高達(dá)20MHz的 SPIMPU-6000可在不同電壓下工作，VDD供電電壓介為

3、77;5% ±5威±5%邏輯接 口 VVDIO供電為± 5% MPU-6000的包裝尺寸(QFN),在業(yè)界是革命性的尺寸。 其他的特征包含內(nèi)建的溫度感測器、包含在運(yùn)作環(huán)境中僅有±1喳動的振蕩2 .加速度傳感器是干嘛用的總而言這，加速度傳感器，其實(shí)是力傳感器。用來檢查上下左右前后哪幾個(gè)面都受了多少力(包括重力)，然后計(jì)算 角度。3 .陀螺儀是干嘛用的簡而言之，陀螺儀就是 角速度檢測儀。比如，一塊板，以 X軸為軸心，在一秒鐘的時(shí)間轉(zhuǎn) 到了 90度，那么它在 X軸上的角速度就是 90度/秒(DPS,角速度單位，Degree Per Second的縮寫/S ,體

4、現(xiàn)了轉(zhuǎn)動的快慢)分辨率是多少3軸加速度 和3軸陀螺儀分別用了 3個(gè)16位的ADC,也就是說，加速度有 3個(gè)16位ADC, 其中每個(gè)軸使用了一個(gè)。也是說，每個(gè)軸輸出的數(shù)據(jù)，是 2A16也就是-32768 - +32768。 陀螺儀也是一樣。5 .單位換算上面說的-32768 - +32768 ,那么這個(gè)數(shù)字到底代表了什么呢比如陀螺儀32768到底是指角速度達(dá)到多少度/秒這個(gè)其實(shí)是根據(jù)MPU6050設(shè)置的量程來決定的，量程不一樣， 32768代表的值就不一樣。MPU6050的量程設(shè)置，在 MPU6050:initialize()(庫)初始化函數(shù)中進(jìn)行了設(shè)置：setFullScaleGyroRang

5、e(MPU6050_GYRO_FS_250);setFullScaleAccelRange(MPU6050_ACCEL_FS_2);分別設(shè)置為，250度/秒，2g按陀螺儀來說，MPU6050有四個(gè)量程可選：± 250 ± 500 ± 1000 ± 200渡/s比方說，設(shè)置了是±250那么-32768 - +32768就代表了 -250 - +250。此時(shí)它的LSB已傻B,最低有效位)是131 LSB/(g/s)STM32 自帶 I2C,但一般有兩個(gè) I2C1 (PB6,PB7)和 I2C2 (PB10,PB11),而且，I2C 分為硬 件、和模

6、擬。軟彳i2c是程序員使用程序控制SCL,SD峨輸出高低電平，模擬i2c協(xié)議的時(shí)序.硬件i2c程序員只要調(diào)用i2c的控制函數(shù)即可，不用直接的去控制SCL,SD*低電平的輸出本模塊采用的是IIC通信方式，所以我們只需要連接四跟線就可以完成電路的連接，簡單方便！原始數(shù)據(jù)有：AX、AY、AZ GX GY GZ簡單的算法之后可以得到Roll, pitch, yaw參考MPU-6050數(shù)據(jù)手冊引腳說明：引腳編號MPU-6000MPU-CQ60引腳名稱描述1YYCLKIN可選的外部時(shí)鐘輸入,如果不用則 連到GND6YYAUX_DA12c主申行數(shù)據(jù).用于外接傳感器7YYAUX_CL12c主串行時(shí)鐘.用于外接

7、傳感器8丫ICSSPI 片選10二SPI mode)8YVLOGIC數(shù)字IfO供電電也9丫ADO/SDOI2C Steve 地址 LSI (AD0)；SPI串行數(shù)據(jù)轄出(SDO)9YADO12cs伯V。地址 LSB (ADO)10YYREGOUT校準(zhǔn)濾波電容連統(tǒng)11YYFSYNC幀同步數(shù)字椅入12YYI NT中斷數(shù)字輸出(推挽或開漏)13YYVDD電源電壓及數(shù)字I/O供電電壓18YYGND電源地19, 21, 22YYRESVMB,不接20YYCPOUT電荷泵電容連線23YSCUSCLKI2C串行時(shí)鐘CSCLkSPI串行時(shí)鐘CSCLK)23YSCLI2C串行時(shí)鐘(SCL)24YSDA/SDII

8、2C串行數(shù)據(jù)(SDA)：SPI串行數(shù)據(jù)輸入(SDI)24YSDA12c串行數(shù)據(jù)(SDA)2 3, 4 5J4,15. 16, 17YYNC不接VDD 供電電壓為 ±5% ±5% ±5% VDDIO 為± 5%內(nèi)建振蕩器在工作溫度范圍內(nèi)僅有±1哪率變化?？蛇x外部時(shí)鐘輸入 或找出幾個(gè)重要的寄存器：1) Register 25 -Sample Rate Divider (SMPRT_DMType: Read/WriteRegisterR圣卬期r (D&knwl)州7BMBit5刖aBiO的2喇購Q19?5-MPLRTRIVP 見1) SMPL

9、RT_DIV眼無符號值，通過該值將陀螺儀輸出分頻，得到采樣頻率該寄存器指定陀螺儀輸出率的分頻，用來產(chǎn)生MPU-60X0的采樣率傳感器寄存器的輸出、FIFO輸出、DMP采樣和運(yùn)動檢測的都是基于該采樣 率。采樣率的計(jì)算公式采樣率=陀螺儀的輸出率/ (1 + SMPLRT_DIV)當(dāng)數(shù)字低通濾波器沒有使能的時(shí)候，陀螺儀的輸出平路等于8KHZ,反之等于1KHZ。2) Register 26 -Configuration (CONFIGType: ReadANrlteR»glst«rH 埠*)R即刎自r印酒BhlBill肺0-EXT SYNC SET2 0DLPFCFGpO1) ex

10、t_sync_set3無符號值，配置幀同步引腳的采樣2) DLPF_CFG施無符號值，配置數(shù)字低通濾波器該寄存器為陀螺儀和加速度計(jì)配置外部幀同步(FSYNC引腳采樣和數(shù)字低通濾波器(DLPF)。通過配置EXT_SYNC_SET可以對連接到 FSYNCg I腳的一個(gè)外部信號進(jìn)行采樣。FSYNC弓唧上的信號變化會被鎖存，這樣就能捕獲到很短的頻閃信號。采樣結(jié)束后，鎖存器將復(fù)位到當(dāng)前的FSYNC言號狀態(tài)。根據(jù)下面的表格定義的值，采集到的數(shù)據(jù)會替換掉數(shù)據(jù)寄存器中上次接收到的有效數(shù)據(jù)EXTSYNCSETFSYNC Bit Location0input dis a Ned1TEMP_OUT_L02G

11、5;RO_XOUT_L013G¥RO_YOUT_L|04GYRO_ZOUT_LOJ5ACCEL_XOUT_L06ACCEL_YOUTrU。7ACCEL_ZOUT_LQ數(shù)字低通濾波器是由 DLPF_CFG配置，根據(jù)下表中 DLPF_CFG勺值對加速度傳感器和陀螺 儀濾波DLPF_CFGAccelerometer (Fs = 1kHz)GyroscopeBandwidth (Hz)Delay (ms)Bandwidth (HzJDelay (ms)Fs (k也)o -26002560 98811042.018619129430982613444.9424B142185208 315101

12、3.81013.4165I 19.0519617RESERVEDRESERVED83) Register 27 -Gyroscope Configuration(GYRO_CONFIGType: Read/WrKeRe融城討)(Dwimai)BrtTBM搟懂BIOanBrtO27XG_STVGSTZGSTFS SEL1 0)一-1) XG_ST設(shè)置此位，X軸陀螺儀進(jìn)行自我測試。2) YG_S做置此位，Y軸陀螺儀進(jìn)行自我測試。3) ZG_ST設(shè)置此位，Z軸陀螺儀進(jìn)行自我測試。4) FS_SEL牧無符號值。選擇陀螺儀的量程。這個(gè)寄存器是用來觸發(fā)陀螺儀自檢和配置陀螺儀的滿量程范圍。陀螺儀自檢允許用戶

13、測試陀螺儀的機(jī)械和電氣部分，通過設(shè)置該寄存器的XG_ST YG_ST和ZG_ST bits可以激活陀螺儀對應(yīng)軸的自檢。每個(gè)軸的檢測可以獨(dú)立進(jìn)行或同時(shí)進(jìn)行。自檢的響應(yīng)=打開自檢功能時(shí)的傳感器輸出-未啟用自檢功能時(shí)傳感器的輸出在MPU-6000/MPU-6050數(shù)據(jù)手冊的電氣特性表中已經(jīng)給出了每個(gè)軸的限制范圍。當(dāng)自檢的響應(yīng)值在規(guī)定的范圍內(nèi)，就能夠通過自檢；反之，就不能通過自檢。根據(jù)下表，F(xiàn)S_SE選擇陀螺儀輸出的量程：FSSELFull Scale Range01250 口用1P ± 500 9IS2±1000 7S3±2000 Vs4) Register 28 -A

14、ccelerometer Configuration(ACCEL_CONFIGType:ad/Write用”1代用誦tarBitT加幡Bbrt6K3Bit2Brt1BM1C28KA £TVASTZA_STAFS_SEl1 0-1)XA_ST設(shè)置為1時(shí)，X軸加速度感應(yīng)器進(jìn)行自檢。2)YA_ST設(shè)置為1時(shí)，Y軸加速度感應(yīng)器進(jìn)行自檢。3)ZA_ST設(shè)置為1時(shí)，Z軸加速度感應(yīng)器進(jìn)行自檢。4) AFS_SEL也無符號值。選擇加速度計(jì)的量程。具體細(xì)節(jié)和上面陀螺儀的相似。根據(jù)下表，AFS_SE選擇加速度傳感器輸出的量程。AFS_SELFull Scale Range0士2g1士的2士四3土 16g

15、5) Registers 59 to 64 -Accelerometer Measurements (ACCEL_XOUT_H, ACCEL_XOUT_L, ACCEL_YOUT_H, ACCEL_YOUT_L, ACCEL_ZOUT_H, and ACCEL_ZO UT_LType: Read OnlyRegisf«rRoister(Decimal)Bii7BMB1t5eii4Bit3Bh?BidBi陋3859ACCEL_XOUT11S:B3CGOACC£L_XOUT703DACCEL¥OUT1&»|3E62ACCEL_VOUT7q3F63AC

16、CELJOUT(i5fl4064AGGEL_；OUT7.0j1) ACCEL_XOUT 頌 2'補(bǔ)碼值。存儲最近的X軸加速度感應(yīng)器的測量值。2) ACCEL_YOUT 頌 2'補(bǔ)碼值。存儲最近的Y軸加速度感應(yīng)器的測量值。3) ACCEL_ZOUT 1的 2'補(bǔ)碼值。存儲最近的Z軸加速度感應(yīng)器的測量值。這些寄存器存儲加速感應(yīng)器最近的測量值。加速度傳感器寄存器，連同溫度傳感器寄存器、陀螺儀傳感器寄存器和外部感應(yīng)數(shù)據(jù)寄 存器，都由兩部分寄存器組成(類似于STM32F10X系列中的影子寄存器)：一個(gè)內(nèi)部寄存器，用戶不可見。另一個(gè)用戶可讀的寄存器。內(nèi)部寄存器中數(shù)據(jù)在采樣的時(shí)候及時(shí)

17、的到更 新，僅在串行通信接口不忙碌時(shí)，才將內(nèi)部寄存器中的值復(fù)制到用戶可讀的寄存器中去， 避免了直接對感應(yīng)測量值的突發(fā)訪問。在寄存器28中定義了每個(gè)16位的加速度測量值的最大范圍，對于設(shè)置的每個(gè)最大范 圍，都對應(yīng)一個(gè)加速度的靈敏度ACCEL_xOUT如下面的表中所示：AFS SELFull Scale RangeLSB Sensitivity0士2g15384 LS印g1i4g8192LSB/g2±8g4096 LSB/g3±16gt2048 LSB/g6) Registers 65 and 66 - Temperature Measurement(TEMP_OUT_H an

18、d TEMP_OUT_LType: Read Only快回輯18il7B酈Sh5Bit!BUIWtO41造TEW/XJTM：司42TEMP OUT|7q1) TEMP_OUT 16位有符號值。存儲的最近溫度傳感器的測量值。7) Registers 67 to 72 -Gyroscope Measurements(GYRO_XOUT_H, GYRO_XOUT_L,GYRO_YOUT_H, GYRO_YOUT_L, GYRO_ZOUT_H, and GYRO_ZOU T_LType: Read Only(HgRegislw1：- ：lat?EM6Bh5Bil4BitsBitsBillBrio心P

19、67GYRO_XOU1陰闞4JQYRQ_M(?UT7Q466目GYRO_YOUTlS:ft|必70GYRO_¥OUT54171GYR 口工酹T2GVRO.ZOUTFO這個(gè)和加速度感應(yīng)器的寄存器相似對應(yīng)的靈敏度：FS_SELFull Scale RangeLSB Sensitivity0士 250 "s131 LSB產(chǎn)尼:1t 500 e/S65.5 LSBr/S2士1000 7s32.8 LSB/ft/s31 2go 7S16.4 LSB/W8) Register 107 Power Management 1(PWR_MGMT_1)Type: Re ad/WriteRegi

20、ster (Otxirnd)Bit7Bil6刖5BiM呂ii3B同日itl01066107JESETSLEEPCYCLE-1EMP-_DL5該寄存器允許用戶配置電源模式和時(shí)鐘源。它還提供了一個(gè)復(fù)位整個(gè)器件的位，和一個(gè)關(guān) 閉溫度傳感器的位1) DEVICE_RESE皙1后所有的寄存器復(fù)位，隨后 DEVICE_RESET動置0.2) SLEEP 置1后進(jìn)入睡眠模式3) CYCLE當(dāng)CYCLED設(shè)置為1,且SLEE般有設(shè)置，MPU-60X0進(jìn)入循環(huán)模式，為了從速度傳感器中獲得采樣值，在睡眠模式和正常數(shù)據(jù)采集模式之間切換，每次獲得一個(gè)采樣 數(shù)據(jù)。在LP_WAKE_CTRL 108)寄存器中，可以設(shè)置喚

21、醒后的采樣率和被喚醒的頻率。4) TEMP_DIS 置1后關(guān)閉溫度傳感器5) CLKSEL 指定設(shè)備的時(shí)鐘源時(shí)鐘源的選擇:CLKSELClock Source0Internal 8MHz oscillator1PLL with X axis gyroscope reference2PLL with Y axis gyroscope reference3PLL with Z axis gyroscope reference4PLL with external 32,768kHz reference5PLL with external 19.2MH reference6Reserved1Stops

22、 the clock and keeps the timing generator in reset9) Register 117 - Who Am I (WHO_AM_I)Type: Read Onlyer (HexRegister (Decimdk)BH7BilftB心Bi(4B心BM1BitO75WK0_AWTl6fTnWHO_AM_I中的內(nèi)容是 MPU-60X0的6位I2C地址上電復(fù)位的第6位到第1位值為：110100為了讓兩個(gè)MPU-6050能夠連接在一個(gè)I2C總線上，當(dāng)AD0引腳邏輯低電平時(shí)，設(shè)備的地址是b1101000 ,當(dāng)AD0引腳邏輯高電平時(shí)，設(shè)備的地址是b11010010淘寶買的貨終于到了，學(xué)習(xí)用所以沒買好的，這個(gè)模塊只要18塊錢。MPU-6000可以使用SPI和I2C接口，而 MPU-6050只能使用I2C,其中I2C的地址由AD0引腳決定；寄存器共117個(gè)，挺多的，下面的是精簡常用的，根據(jù)具體的要求，適當(dāng)?shù)奶?加。#define SMPLRT_DIV 0x19 采樣率分頻，典型值：0x07(125Hz) */#define CONFIG 0x1A/低通濾波頻率，典型值： 0x06(5Hz) */#define GYRO_CONFIG 0x1B 陀螺儀自檢及測量范圍，典型值：0x18(不自檢，2000de