mpu6050寄存器详解文档

1、详解MPU6050,用STM32读取原始数据，并相互融合算出俯仰角、翻 滚角、偏航角(2014-01-16 16:53:41) 转载是什么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问差的问题，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

2、用端输出完整的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 ± 1000t ± 2000§ec (dps),可 准确追余他快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为 ±2 g ±4g±8g± 16 g产品传输可透过最高至 400kHz的I2C或最高达20MHz的 SPIMPU-6000可在不同电压下工作，VDD供电电压介为

3、77;5% ±5威±5%逻辑接 口 VVDIO供电为± 5% MPU-6000的包装尺寸(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喳动的振荡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)，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

4、现了转动的快慢)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 2A16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：setFullScaleGyroRang

5、e(MPU6050_GYRO_FS_250);setFullScaleAccelRange(MPU6050_ACCEL_FS_2);分别设置为，250度/秒，2g按陀螺仪来说，MPU6050有四个量程可选：± 250 ± 500 ± 1000 ± 200渡/s比方说，设置了是±250那么-32768 - +32768就代表了 -250 - +250。此时它的LSB已傻B,最低有效位)是131 LSB/(g/s)STM32 自带 I2C,但一般有两个 I2C1 (PB6,PB7)和 I2C2 (PB10,PB11),而且，I2C 分为硬 件、和模

6、拟。软彳i2c是程序员使用程序控制SCL,SD峨输出高低电平，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,SD*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 GX GY GZ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：引脚编号MPU-6000MPU-CQ60引脚名称描述1YYCLKIN可选的外部时钟输入,如果不用则 连到GND6YYAUX_DA12c主申行数据.用于外接传感器7YYAUX_CL12c主串行时钟.用于外接

7、传感器8丫ICSSPI 片选10二SPI mode)8YVLOGIC数字IfO供电电也9丫ADO/SDOI2C Steve 地址 LSI (AD0)；SPI串行数据辖出(SDO)9YADO12cs伯V。地址 LSB (ADO)10YYREGOUT校准滤波电容连统11YYFSYNC帧同步数字椅入12YYI NT中断数字输出(推挽或开漏)13YYVDD电源电压及数字I/O供电电压18YYGND电源地19, 21, 22YYRESVMB,不接20YYCPOUT电荷泵电容连线23YSCUSCLKI2C串行时钟CSCLkSPI串行时钟CSCLK)23YSCLI2C串行时钟(SCL)24YSDA/SDII

8、2C串行数据(SDA)：SPI串行数据输入(SDI)24YSDA12c串行数据(SDA)2 3, 4 5J4,15. 16, 17YYNC不接VDD 供电电压为 ±5% ±5% ±5% VDDIO 为± 5%内建振荡器在工作温度范围内仅有±1哪率变化。可选外部时钟输入 或找出几个重要的寄存器：1) Register 25 -Sample Rate Divider (SMPRT_DMType: Read/WriteRegisterR圣卬期r (D&knwl)州7BMBit5刖aBiO的2喇购Q19?5-MPLRTRIVP 见1) SMPL

9、RT_DIV眼无符号值，通过该值将陀螺仪输出分频，得到采样频率该寄存器指定陀螺仪输出率的分频，用来产生MPU-60X0的采样率传感器寄存器的输出、FIFO输出、DMP采样和运动检测的都是基于该采样 率。采样率的计算公式采样率=陀螺仪的输出率/ (1 + SMPLRT_DIV)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,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无符号值，配置帧同步引脚的采样2) DLPF_CFG施无符号值，配置数字低通滤波器该寄存器为陀螺仪和加速度计配置外部帧同步(FSYNC引脚采样和数字低通滤波器(DLPF)。通过配置EXT_SYNC_SET可以对连接到 FSYNCg I脚的一个外部信号进行采样。FSYNC弓唧上的信号变化会被锁存，这样就能捕获到很短的频闪信号。采样结束后，锁存器将复位到当前的FSYNC言号状态。根据下面的表格定义的值，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数字低通滤波器是由 DLPF_CFG配置，根据下表中 DLPF_CFG勺值对加速度传感器和陀螺 仪滤波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融城讨)(Dwimai)BrtTBM擀懂BIOanBrtO27XG_STVGSTZGSTFS SEL1 0)一-1) XG_ST设置此位，X轴陀螺仪进行自我测试。2) YG_S做置此位，Y轴陀螺仪进行自我测试。3) ZG_ST设置此位，Z轴陀螺仪进行自我测试。4) FS_SEL牧无符号值。选择陀螺仪的量程。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

13、测试陀螺仪的机械和电气部分，通过设置该寄存器的XG_ST YG_ST和ZG_ST bits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行。自检的响应=打开自检功能时的传感器输出-未启用自检功能时传感器的输出在MPU-6000/MPU-6050数据手册的电气特性表中已经给出了每个轴的限制范围。当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。根据下表，FS_SE选择陀螺仪输出的量程：FSSELFull Scale Range01250 口用1P ± 500 9IS2±1000 7S3±2000 Vs4) Register 28 -A

14、ccelerometer Configuration(ACCEL_CONFIGType:ad/Write用”1代用诵tarBitT加幡Bbrt6K3Bit2Brt1BM1C28KA £TVASTZA_STAFS_SEl1 0-1)XA_ST设置为1时，X轴加速度感应器进行自检。2)YA_ST设置为1时，Y轴加速度感应器进行自检。3)ZA_ST设置为1时，Z轴加速度感应器进行自检。4) AFS_SEL也无符号值。选择加速度计的量程。具体细节和上面陀螺仪的相似。根据下表，AFS_SE选择加速度传感器输出的量程。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 颂 2'补码值。存储最近的X轴加速度感应器的测量值。2) ACCEL_YOUT 颂 2'补码值。存储最近的Y轴加速度感应器的测量值。3) ACCEL_ZOUT 1的 2'补码值。存储最近的Z轴加速度感应器的测量值。这些寄存器存储加速感应器最近的测量值。加速度传感器寄存器，连同温度传感器寄存器、陀螺仪传感器寄存器和外部感应数据寄 存器，都由两部分寄存器组成(类似于STM32F10X系列中的影子寄存器)：一个内部寄存器，用户不可见。另一个用户可读的寄存器。内部寄存器中数据在采样的时候及时

17、的到更 新，仅在串行通信接口不忙碌时，才将内部寄存器中的值复制到用户可读的寄存器中去， 避免了直接对感应测量值的突发访问。在寄存器28中定义了每个16位的加速度测量值的最大范围，对于设置的每个最大范 围，都对应一个加速度的灵敏度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快回辑18il7B郦Sh5Bit!BUIWtO41造TEW/XJTM：司42TEMP OUT|7q1) TEMP_OUT 16位有符号值。存储的最近温度传感器的测量值。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阴阚4JQYRQ_M(?UT7Q466目GYRO_YOUTlS:ft|必70GYRO_¥OUT54171GYR 口工酹T2GVRO.ZOUTFO这个和加速度感应器的寄存器相似对应的灵敏度：FS_SELFull Scale RangeLSB Sensitivity0士 250 "s131 LSB产尼: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吕ii3B同日itl01066107JESETSLEEPCYCLE-1EMP-_DL5该寄存器允许用户配置电源模式和时钟源。它还提供了一个复位整个器件的位，和一个关 闭温度传感器的位1) DEVICE_RESE皙1后所有的寄存器复位，随后 DEVICE_RESET动置0.2) SLEEP 置1后进入睡眠模式3) CYCLE当CYCLED设置为1,且SLEE般有设置，MPU-60X0进入循环模式，为了从速度传感器中获得采样值，在睡眠模式和正常数据采集模式之间切换，每次获得一个采样 数据。在LP_WAKE_CTRL 108)寄存器中，可以设置唤

21、醒后的采样率和被唤醒的频率。4) TEMP_DIS 置1后关闭温度传感器5) CLKSEL 指定设备的时钟源时钟源的选择: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中的内容是 MPU-60X0的6位I2C地址上电复位的第6位到第1位值为：110100为了让两个MPU-6050能够连接在一个I2C总线上，当AD0引脚逻辑低电平时，设备的地址是b1101000 ,当AD0引脚逻辑高电平时，设备的地址是b11010010淘宝买的货终于到了，学习用所以没买好的，这个模块只要18块钱。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引脚决定；寄存器共117个，挺多的，下面的是精简常用的，根据具体的要求，适当的添 加。#define SMPLRT_DIV 0x19 采样率分频，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，2000de