51单片机用模拟IIC的方式读取MPU6050的原始数据,之后经过换算转成三轴加速度和三轴角速度。设定定时器,以固定的频率采集以上得到的数据,并加入互补滤波,去除加速度的噪声以及陀螺仪的零飘。注意,本次程序不能测量位移,只能测量对重力的倾角。
完整资料打包:
关键程序:
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// 注意MPU6050必须芯片正面朝上
// 功能: 显示角度值
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// GY-52 MPU6050 IIC测试程序
// 使用单片机STC89C52
// 晶振:11.0592M ,波特率19200
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#include <REG52.H>
#include <math.h> //Keil library
//#include <stdio.h> //Keil library
#include <INTRINS.H>
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned short ushort;
typedef unsigned int uint;
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// 定义51单片机端口
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sbit SCL=P2^2; //IIC时钟引脚定义
sbit SDA=P2^3; //IIC数据引脚定义
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// 定义MPU6050内部地址
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#define SMPLRT_DIV 0x19 //陀螺仪采样率,典型值:0x07(125Hz)
#define CONFIG 0x1A //低通滤波频率,典型值:0x06(5Hz)
#define GYRO_CONFIG 0x1B //陀螺仪自检及测量范围,典型值:0x18(不自检,2000deg/s)
#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)
#define ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define TEMP_OUT_H 0x41
#define TEMP_OUT_L 0x42
#define GYRO_XOUT_H 0x43
#define GYRO_XOUT_L 0x44
#define GYRO_YOUT_H 0x45
#define GYRO_YOUT_L 0x46
#define GYRO_ZOUT_H 0x47
#define GYRO_ZOUT_L 0x48
#define PWR_MGMT_1 0x6B //电源管理,典型值:0x00(正常启用)
#define WHO_AM_I 0x75 //IIC地址寄存器(默认数值0x68,只读)
#define SlaveAddress 0xD0 //IIC写入时的地址字节数据,+1为读取
在此还发现一个有意思的问题:
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//发现一个神奇的地方!!!!!
//如果不写串口中断函数,以下函数尽管没有调用,但是不能删除,一旦删除,程序就不能正常运行。
//这是因为打开了串口中断,但是没有写中断函数,导致程序存储空间中串口中断入口地址被其他代码占用,而执行错误的程序。
//所以打开中断时,必须写出对应的中断函数。!!!!!!!!!!
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//主程序
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void main()
{
int Ax,Ay,Az,Gx,Gy,Gz;
unsigned long Gravity ;
float time,tosc;
float AngleX1,AngleY1,AngleZ1,AngleX2,AngleY2,AngleZ2,dx,dy,dz;
float Filter;
Filter=0.8; //互补滤波系数
delay(500); //上电延时
init_uart();
InitMPU6050(); //初始化MPU6050
delay(150);
tosc=12.0/11059200.0;
AngleX1=0;
AngleY1=0;
AngleZ1=0;
AngleX2=0;
AngleY2=0;
AngleZ2=0;
dx=0;
dy=0;
dz=0;
while(1)
{
Ax=GetData(ACCEL_XOUT_H);
Ay=GetData(ACCEL_YOUT_H);
Az=GetData(ACCEL_ZOUT_H);
Gx=GetData(GYRO_XOUT_H);
Gy=GetData(GYRO_YOUT_H);
Gz=GetData(GYRO_ZOUT_H);
//计算采样时间
TR0=0;
time=TH0<<8 + TL0;
time=(float)(time+tn*65536.0)*tosc;
// Show_int(tn);
// Show_int((int)(time*1000));
TH0=0;
TL0=0;
tn=0;
TR0=1;
//sqrt的输入必须严格是float
Gravity=sqrt((float)Ax*Ax+(float)Ay*Ay+(float)Az*Az); //Ax*Ax+Ay*Ay+Az*Az
AngleX1=acos((float)Ax/Gravity)*180.0/3.14-90;;
AngleY1=acos((float)Ay/Gravity)*180.0/3.14-90;
AngleZ1=acos((float)Az/Gravity)*180.0/3.14;
dy=time*Gx/-16.4; //陀螺仪测的转角y
dx=time*Gy/16.4; //陀螺仪测的转角x
dz=time*Gz/16.4; //陀螺仪测的转角z
//x和y轴数据是融合加速度计和陀螺仪数据, z轴只采用陀螺仪数据
AngleX2=Filter*(AngleX2+dx)+(1-Filter)*AngleX1;
AngleY2=Filter*(AngleY2+dy)+(1-Filter)*AngleY1;
// z轴数据有两种方式,一种是只使用陀螺仪的数据,舍弃z轴加速度(z轴零飘严重):
AngleZ2=AngleZ2+dz; // 注意MPU6050必须芯片正面朝上
//显示角度
SeriPushSend('x');
SeriPushSend(':');
Show_int((int)(AngleX2));
SeriPushSend('y');
SeriPushSend(':');
Show_int((int)(AngleY2));
SeriPushSend('z');
SeriPushSend(':');
Show_int((int)(AngleZ2));
SeriPushSend(0x0d);
SeriPushSend(0x0a);//换行,回车
ES=0;
while(RI==0);
RI=0;
ES=1;
// delay(80);
}
}