LV.12 D24 陀螺仪实验 学习笔记

一、陀螺仪实验代码分析

    设置GPB_2引脚和GPB_3引脚功能为I2C传输引脚


#include "exynos_4412.h"/****************MPU6050内部寄存器地址****************/#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：0x18(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	0x68	//MPU6050-I2C地址/************************延时函数************************/void mydelay_ms(int time)
{int i,j;while(time--){for(i=0;i<5;i++)for(j=0;j<514;j++);}
}/*********************************************************************** 函数功能：I2C向特定地址写一个字节* 输入参数：* 		slave_addr： I2C从机地址* 			  addr： 芯片内部特定地址* 			  data：写入的数据
**********************************************************************/void iic_write (unsigned char slave_addr, unsigned char addr, unsigned char data)
{/*对时钟源进行512倍预分频  打开IIC中断（每次完成一个字节的收发后中断标志位会自动置位）*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON | (1<<6) | (1<<5);/*设置IIC模式为主机发送模式  使能IIC发送和接收*/I2C5.I2CSTAT = 0xd0;/*将第一个字节的数据写入发送寄存器  即从机地址和读写位（MPU6050-I2C地址+写位0）*/I2C5.I2CDS = slave_addr<<1;/*设置IIC模式为主机发送模式  发送起始信号启用总线  使能IIC发送和接收*/I2C5.I2CSTAT = 0xf0;/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*将要发送的第二个字节数据（即MPU6050内部寄存器的地址）写入发送寄存器*/I2C5.I2CDS = addr;/*清除中断挂起标志位  开始下一个字节的发送*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*将要发送的第三个字节数据（即要写入到MPU6050内部指定的寄存器中的数据）写入发送寄存器*/I2C5.I2CDS = data;/*清除中断挂起标志位  开始下一个字节的发送*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*发送停止信号  结束本次通信*/I2C5.I2CSTAT = 0xD0;/*清除中断挂起标志位*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*延时*/mydelay_ms(10);
}/*********************************************************************** 函数功能：I2C从特定地址读取1个字节的数据* 输入参数：         slave_addr： I2C从机地址* 			       addr： 芯片内部特定地址* 返回参数： unsigned char： 读取的数值
**********************************************************************/unsigned char iic_read(unsigned char slave_addr, unsigned char addr)
{unsigned char data = 0;/*对时钟源进行512倍预分频  打开IIC中断（每次完成一个字节的收发后中断标志位会自动置位）*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON | (1<<6) | (1<<5);/*设置IIC模式为主机发送模式  使能IIC发送和接收*/I2C5.I2CSTAT = 0xd0;/*将第一个字节的数据写入发送寄存器  即从机地址和读写位（MPU6050-I2C地址+写位0）*/I2C5.I2CDS = slave_addr<<1;/*设置IIC模式为主机发送模式  发送起始信号启用总线  使能IIC发送和接收*/I2C5.I2CSTAT = 0xf0;/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*将要发送的第二个字节数据（即要读取的MPU6050内部寄存器的地址）写入发送寄存器*/I2C5.I2CDS = addr;/*清除中断挂起标志位  开始下一个字节的发送*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*清除中断挂起标志位  重新开始一次通信  改变数据传送方向*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*将第一个字节的数据写入发送寄存器  即从机地址和读写位（MPU6050-I2C地址+读位1）*/I2C5.I2CDS = slave_addr << 1 | 0x01;/*设置IIC为主机接收模式  发送起始信号  使能IIC收发*/I2C5.I2CSTAT = 0xb0;/*等待从机接收到数据后应答*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*禁止主机应答信号（即开启非应答  因为只接收一个字节）  清除中断标志位*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<7))&(~(1<<4));/*等待接收从机发来的数据*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*将从机发来的数据读取*/data = I2C5.I2CDS;/*直接发起停止信号结束本次通信*/I2C5.I2CSTAT = 0x90;/*清除中断挂起标志位*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*延时等待停止信号稳定*/mydelay_ms(10);return data;}/*********************************************************************** 函数功能：MPU6050初始化
**********************************************************************/void MPU6050_Init ()
{iic_write(SlaveAddress, PWR_MGMT_1, 0x00); 		//设置使用内部时钟8Miic_write(SlaveAddress, SMPLRT_DIV, 0x07);		//设置陀螺仪采样率iic_write(SlaveAddress, CONFIG, 0x06);			//设置数字低通滤波器iic_write(SlaveAddress, GYRO_CONFIG, 0x18);		//设置陀螺仪量程+-2000度/siic_write(SlaveAddress, ACCEL_CONFIG, 0x0);		//设置加速度量程+-2g
}/*********************************************************************** 函数功能：主函数**********************************************************************/int main(void)
{unsigned char zvalue_h,zvalue_l;						//存储读取结果short int zvalue;/*设置GPB_2引脚和GPB_3引脚功能为I2C传输引脚*/GPB.CON = (GPB.CON & ~(0xF<<12)) | 0x3<<12;			 	//设置GPB_3引脚功能为I2C_5_SCLGPB.CON = (GPB.CON & ~(0xF<<8))  | 0x3<<8;				//设置GPB_2引脚功能为I2C_5_SDAuart_init(); 											//初始化串口MPU6050_Init();											//初始化MPU6050printf("\n********** I2C test!! ***********\n");while(1){zvalue_h = iic_read(SlaveAddress, GYRO_ZOUT_H);		//获取MPU6050-Z轴角速度高字节zvalue_l = iic_read(SlaveAddress, GYRO_ZOUT_L);		//获取MPU6050-Z轴角速度低字节zvalue  =  (zvalue_h<<8)|zvalue_l;					//获取MPU6050-Z轴角速度printf(" GYRO--Z  :Hex: %d	\n", zvalue);			//打印MPU6050-Z轴角速度mydelay_ms(100);}return 0;
}

 

由于没有校准也没设置滤波，所以静止情况下不是0，正常应该是0的，然后逆时针是正数，顺时针是负数。

二、作业

1.综合项目：
实时监测开发板的放置状态，当监测到开发板水平放置时，每隔一分钟向终端上打印一次当前的时间以及开发板的状态
如：“2023-04-05 23:45:00 Status: Normal”
当监测到开发板发生倾斜时，每隔一秒钟向终端上打印一次当前的时间以及开发板的状态
如：“2023-04-05 23:45:00 Status: Warning”
同时让蜂鸣器产生“滴滴”的警报声，在警报状态下，若按下Key2按键，解除蜂鸣器的警报声
提示：
开发板水平静止放置时MPU6050的Z轴上的加速度应该等于重力加速度的值(9.8m/s2)，而其X轴和Y轴上的加速度应该等于0
当开发板发生倾斜时MPU6050的Z轴上的加速度的分量会减小，而其X轴和Y轴上的加速度分量会增大
我们可以以此来判断开发板是否发生倾斜

 
#include "exynos_4412.h"/****************MPU6050内部寄存器地址****************/#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：0x18(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	0x68	//MPU6050-I2C地址/************************延时函数************************/void mydelay_ms(int time)
{int i,j;while(time--){for(i=0;i<5;i++)for(j=0;j<514;j++);}
}/*********************************************************************** 函数功能：I2C向特定地址写一个字节* 输入参数：* 		slave_addr： I2C从机地址* 			  addr： 芯片内部特定地址* 			  data：写入的数据
**********************************************************************/void iic_write (unsigned char slave_addr, unsigned char addr, unsigned char data)
{/*对时钟源进行512倍预分频  打开IIC中断（每次完成一个字节的收发后中断标志位会自动置位）*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON | (1<<6) | (1<<5);/*设置IIC模式为主机发送模式  使能IIC发送和接收*/I2C5.I2CSTAT = 0xd0;/*将第一个字节的数据写入发送寄存器  即从机地址和读写位（MPU6050-I2C地址+写位0）*/I2C5.I2CDS = slave_addr<<1;/*设置IIC模式为主机发送模式  发送起始信号启用总线  使能IIC发送和接收*/I2C5.I2CSTAT = 0xf0;/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*将要发送的第二个字节数据（即MPU6050内部寄存器的地址）写入发送寄存器*/I2C5.I2CDS = addr;/*清除中断挂起标志位  开始下一个字节的发送*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*将要发送的第三个字节数据（即要写入到MPU6050内部指定的寄存器中的数据）写入发送寄存器*/I2C5.I2CDS = data;/*清除中断挂起标志位  开始下一个字节的发送*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*发送停止信号  结束本次通信*/I2C5.I2CSTAT = 0xD0;/*清除中断挂起标志位*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*延时*/mydelay_ms(10);
}/*********************************************************************** 函数功能：I2C从特定地址读取1个字节的数据* 输入参数：         slave_addr： I2C从机地址* 			       addr： 芯片内部特定地址* 返回参数： unsigned char： 读取的数值
**********************************************************************/unsigned char iic_read(unsigned char slave_addr, unsigned char addr)
{unsigned char data = 0;/*对时钟源进行512倍预分频  打开IIC中断（每次完成一个字节的收发后中断标志位会自动置位）*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON | (1<<6) | (1<<5);/*设置IIC模式为主机发送模式  使能IIC发送和接收*/I2C5.I2CSTAT = 0xd0;/*将第一个字节的数据写入发送寄存器  即从机地址和读写位（MPU6050-I2C地址+写位0）*/I2C5.I2CDS = slave_addr<<1;/*设置IIC模式为主机发送模式  发送起始信号启用总线  使能IIC发送和接收*/I2C5.I2CSTAT = 0xf0;/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*将要发送的第二个字节数据（即要读取的MPU6050内部寄存器的地址）写入发送寄存器*/I2C5.I2CDS = addr;/*清除中断挂起标志位  开始下一个字节的发送*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*等待从机接受完一个字节后产生应答信号（应答后中断挂起位自动置位）*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*清除中断挂起标志位  重新开始一次通信  改变数据传送方向*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*将第一个字节的数据写入发送寄存器  即从机地址和读写位（MPU6050-I2C地址+读位1）*/I2C5.I2CDS = slave_addr << 1 | 0x01;/*设置IIC为主机接收模式  发送起始信号  使能IIC收发*/I2C5.I2CSTAT = 0xb0;/*等待从机接收到数据后应答*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*禁止主机应答信号（即开启非应答  因为只接收一个字节）  清除中断标志位*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<7))&(~(1<<4));/*等待接收从机发来的数据*/while(!(I2C5.I2CCON & (1<<4)));/*将从机发来的数据读取*/data = I2C5.I2CDS;/*直接发起停止信号结束本次通信*/I2C5.I2CSTAT = 0x90;/*清除中断挂起标志位*/I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1<<4));/*延时等待停止信号稳定*/mydelay_ms(10);return data;}/*********************************************************************** 函数功能：MPU6050初始化
**********************************************************************/void MPU6050_Init ()
{iic_write(SlaveAddress, PWR_MGMT_1, 0x00); 		//设置使用内部时钟8Miic_write(SlaveAddress, SMPLRT_DIV, 0x07);		//设置陀螺仪采样率iic_write(SlaveAddress, CONFIG, 0x06);			//设置数字低通滤波器iic_write(SlaveAddress, GYRO_CONFIG, 0x18);		//设置陀螺仪量程+-2000度/siic_write(SlaveAddress, ACCEL_CONFIG, 0x0);		//设置加速度量程+-2g
}/*********************************************************************** 函数功能：RTC初始化
**********************************************************************/void RTC_Init()
{//使能RTC控制RTCCON = RTCCON | 1;//校准时间RTC.BCDYEAR = 0x023; //000000100011  2023RTC.BCDMON  = 0x1;   //1RTC.BCDDAY  = 0x8;   //8RTC.BCDWEEK = 0x7;   //星期RTC.BCDHOUR = 0x11;  //11RTC.BCDMIN  = 0x32;  //32RTC.BCDSEC  = 0x50;  //50s//关闭RTC控制RTCCON = RTCCON & 0;}/*********************************************************************** 函数功能：BEEP初始化
**********************************************************************/void BEEP_Init()
{//GPD0_0设置PWM0输出功能GPD0.CON = GPD0.CON & (~(0xF)) | (0x2);//PWM0一级分频  100倍PWM.TCFG0 = PWM.TCFG0 & (~(0xFF)) | (99);//PWM0二级分频  1倍  PCLk/(99+1)/(0+1) = 1MHzPWM.TCFG1 = PWM.TCFG1 & (~(0xF));//设置PWM0自动重装 PWM.TCON = PWM.TCON | (1<<3);//设置周期 1000PWM.TCNTB0 = 1000;//占空比 60%PWM.TCMPB0 = 600;//手动装载PWM.TCON = PWM.TCON | (1 << 1);//关闭手动装载PWM.TCON = PWM.TCON & (~(1 << 1));//使能PWM0PWM.TCON = PWM.TCON | 1;
}/*********************************************************************** 函数功能：主函数**********************************************************************/int main(void)
{//存储读取结果unsigned char zvalue_h,zvalue_l,xvalue_h,xvalue_l,yvalue_h,yvalue_l;						short int zvalue,xvalue,yvalue;/*设置GPB_2引脚和GPB_3引脚功能为I2C传输引脚*/GPB.CON = (GPB.CON & ~(0xF<<12)) | 0x3<<12;			 		//设置GPB_3引脚功能为I2C_5_SCLGPB.CON = (GPB.CON & ~(0xF<<8))  | 0x3<<8;					//设置GPB_2引脚功能为I2C_5_SDAuart_init(); 												//初始化串口MPU6050_Init();												//初始化MPU6050RTC_Init();													//RTC初始化BEEP_Init();												//BEEP初始化printf("\n********** I2C test!! ***********\n");PWM.TCON = PWM.TCON & (~(1));								//关闭BEEPwhile(1){zvalue_h = iic_read(SlaveAddress, ACCEL_ZOUT_H);		//获取MPU6050-Z轴加速度高字节zvalue_l = iic_read(SlaveAddress, ACCEL_ZOUT_L);		//获取MPU6050-Z轴加速度低字节zvalue  =  (zvalue_h<<8)|zvalue_l;						//获取MPU6050-Z轴加速度xvalue_h = iic_read(SlaveAddress, ACCEL_XOUT_H);		//获取MPU6050-Z轴加速度高字节xvalue_l = iic_read(SlaveAddress, ACCEL_XOUT_L);		//获取MPU6050-Z轴加速度低字节xvalue  =  (xvalue_h<<8)|xvalue_l;						//获取MPU6050-Z轴加速度yvalue_h = iic_read(SlaveAddress, ACCEL_YOUT_H);		//获取MPU6050-Z轴加速度高字节yvalue_l = iic_read(SlaveAddress, ACCEL_YOUT_L);		//获取MPU6050-Z轴加速度低字节yvalue  =  (yvalue_h<<8)|yvalue_l;						//获取MPU6050-Z轴加速度#if 1		if(zvalue < 19000 & ((xvalue > 1200) | (yvalue > 1200) | (xvalue < 500) | (yvalue < 100))){printf("20%x-%x-%x %x %x:%x:%x  Status: Warning\n",RTC.BCDYEAR,RTC.BCDMON,RTC.BCDDAY,RTC.BCDWEEK,RTC.BCDHOUR,RTC.BCDMIN,RTC.BCDSEC);PWM.TCON = PWM.TCON | 1;mydelay_ms(500);PWM.TCON = PWM.TCON & (~(1));mydelay_ms(490);}else{printf("20%x-%x-%x %x %x:%x:%x  Status: Normal\n",RTC.BCDYEAR,RTC.BCDMON,RTC.BCDDAY,RTC.BCDWEEK,RTC.BCDHOUR,RTC.BCDMIN,RTC.BCDSEC);PWM.TCON = PWM.TCON & (~(1));mydelay_ms(100);}
#endif//printf("X: %d  Y: %d  Z: %d\n", xvalue, yvalue ,zvalue);//打印MPU6050-x,y,Z轴加速度//mydelay_ms(100);}return 0;
}

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