代码收藏家技术教程 2023-05-02

学习笔记5-MPU6050模块

一、相关介绍

MPU-60X0是世界上第一款集成 6 轴MotionTracking设备。它集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器 DMP（ DigitalMotion Processor），可用I2C接口连接一个第三方的数字传感器，比如磁力计。扩展之后就可以通过其 I2C或SPI接口输出一个9轴的信号（ SPI接口仅在MPU-6000可用）。 MPU-60X0也可以通过其I2C接口连接非惯性的数字传感器，比如压力传感器。

二、相关图解

2.1模块电路图

2.2系统结构图

三、MPU6050初始化

初始化I2C接口。
复位MPU6050（电源管理寄存器1-0x6B）。
设置角速度传感器和加速度传感器的满量程范围（陀螺仪采样率——采样率分频寄存器0x19；设置数字低通滤波器——配置寄存器0x1A）。
设置系统时钟（电源管理寄存器1-0x6B）。
使能角速度传感器（陀螺仪）和加速度传感器（电源管理寄存器2-0x6C）。

四、寄存器配置

1、电源管理寄存器1（0x6B）

DEVICE_RESE=1，复位MPU6050，复位完成后，自动清零。
SLEEP=1，进入睡眠模式；SLEEP=0，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。

2、电源管理寄存器2（0x6C）

该寄存器的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，全部设置为：0 （全部都不进入待机模式）。

3、陀螺仪配置寄存器（0X1B）

只需要关心FS_SEL[1:0]这两个位；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)。

4、加速度传感器配置寄存器（0X1C）

只关心AFS_SEL[1:0]这两个位；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（2^16）/4000（2000*2）=16384LSB/g。

5、FIFO使能寄存器（0X23）

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。
注意：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。陀螺仪的各自控制（位4-6）。

6、陀螺仪采样率分频寄存器（0X19）

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。