STC15W4K32S4讀取MPU6050陀螺儀角度加速度序列槽顯示程式代碼

STC15W4K32S4讀取MPU6050陀螺儀角度加速度序列槽顯示程式代碼

調試通過，複制粘貼即編譯可使用，無需調試，晶振：24M，序列槽輸出，波特率：115200

為友善大家調試，特附該程式的項目檔案，下載下傳打開即可調試，下載下傳位址：

http://download.csdn.net/detail/liyu3519/9899708

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//STC15系列讀取MPU6505陀螺儀資料
//調試通過，複制粘貼即編譯可使用，無需調試，晶振：24M，序列槽輸出，波特率：115200
//版本：2.0        日期：2017-07-15
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#include <STC15W4K32S4.H>   //引用STC15系列頭檔案，百度上搜尋下載下傳
#include <INTRINS.H>
#include <MATH.H>

#define     I2C_SCL     P14      //時鐘信号線
#define     I2C_SDA     P15      //資料信号線

#define PWR_MGMT_1      0x6B      //電源管理，典型值：0x00(正常啟用)
#define WHO_AM_I        0x75      //IIC位址寄存器(預設數值0x68，隻讀)
#define SlaveAddress    0xD0      //IIC寫入時的位址位元組資料，+1為讀取

#define NOP1() nop_()
#define NOP2() NOP1(),NOP1()

#define MAIN_Fosc                   24000000L               //主時鐘,不同的晶振頻率可以直接修改
#define serial_one_read_max         16                      //接收緩存區長度
#define serial_one_baud_rate        115200L                 //波特率，波特率可以直接修改
#define Timer1_Reload_Usart         (65536UL -(MAIN_Fosc / 4 / serial_one_baud_rate))       //Timer1重裝值，定時器1産生波特率


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// 定義MPU6050内部位址
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#define SMPLRT_DIV      0x19    //陀螺儀采樣率，典型值：0x07(125Hz)
#define CONFIG          0x1A    //低通濾波頻率，典型值：0x06(5Hz)
#define GYRO_CONFIG     0x1B    //陀螺儀自檢及測量範圍，典型值：0x18(不自檢，2000deg/s)
#define ACCEL_CONFIG    0x1C    //加速計自檢、測量範圍及高通濾波頻率，典型值：0x01(不自檢，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


void Delay1000ms()      //延時函數1秒
{
    unsigned char i, j, k;

    _nop_();
    _nop_();
    i = ;
    j = ;
    k = ;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}


//========================================================================
// 函數: void I2C_Start()
// 描述: I2C起始信号.
// 參數: none.
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
void I2C_Start()
{
    I2C_SDA = ;                    //拉高資料線
    I2C_SCL = ;                    //拉高時鐘線
    NOP2();                         //等待機器反應
    I2C_SDA = ;                    //産生下降沿
    I2C_SCL = ;                    //拉低時鐘線
}

//========================================================================
// 函數: void I2C_Stop()
// 描述: I2C停止信号.
// 參數: none.
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
void I2C_Stop()
{
    I2C_SDA = ;                    //拉低資料線
    I2C_SCL = ;                    //拉高時鐘線
    NOP2();                         //等待機器反應
    I2C_SDA = ;                    //産生上升沿
    NOP1();                         //等待機器反應
}

//========================================================================
// 函數: void I2C_SendACK(bit ack)
// 描述: I2C發送應答信号.
// 參數: ack (0:ACK 1:NAK).
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
void I2C_SendACK(bit ack)
{
    I2C_SDA = ack;                  //寫應答信号
    I2C_SCL = ;                    //拉高時鐘線
    NOP2();                                         //等待機器反應
    I2C_SCL = ;                    //拉低時鐘線
    NOP1();                                         //等待機器反應
}

//========================================================================
// 函數: bit I2C_RecvACK()
// 描述: I2C接收應答信号.
// 參數: none.
// 傳回: 1：成功，0：失敗.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
bit I2C_RecvACK()
{
    I2C_SCL = ;            //拉高時鐘線
    NOP2();                         //等待機器反應
    CY = I2C_SDA;           //讀應答信号
    I2C_SCL = ;            //拉低時鐘線
    return CY;
}

//========================================================================
// 函數: void I2C_SendByte(u8 dat)
// 描述: 向I2C總線發送一個位元組資料.
// 參數: dat：要發送的資料.
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
void I2C_SendByte(unsigned char dat)
{
    unsigned char i;
    for (i=; i<; i++)         //8位計數器
    {
        dat <<= ;              //移出資料的最高位
        I2C_SDA = CY;           //送資料口
        I2C_SCL = ;                //拉高時鐘線
        NOP2();                                 //等待機器反應
        I2C_SCL = ;                //拉低時鐘線
    }
    I2C_RecvACK();
}

//========================================================================
// 函數: unsigned char I2C_RecvByte()
// 描述: 從I2C總線接收一個位元組資料.
// 參數: none.
// 傳回: 接收到的資料.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
unsigned char I2C_RecvByte()
{
    unsigned char i;
    unsigned char dat = ;
    I2C_SDA = ;                    //使能内部上拉,準備讀取資料,
    for (i=; i<; i++)                       //8位計數器
    {
        dat <<= ;
        I2C_SCL = ;                //拉高時鐘線
        NOP2();                                 //等待機器反應
        dat |= I2C_SDA;             //讀資料               
        I2C_SCL = ;                //拉低時鐘線
    }
    return dat;
}

//========================================================================
// 函數: void Single_WriteI2C(unsigned char REG_Address,unsigned char REG_data)
// 描述: 向I2C裝置寫入一個位元組資料.
// 參數: REG_Address：位址.
//           REG_data：要寫入的資料.
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
void Single_WriteI2C(unsigned char REG_Address,unsigned char REG_data)
{
    I2C_Start();                  //起始信号
    I2C_SendByte(SlaveAddress);   //發送裝置位址+寫信号
    I2C_SendByte(REG_Address);    //内部寄存器位址，
    I2C_SendByte(REG_data);       //内部寄存器資料，
    I2C_Stop();                   //發送停止信号
}

//========================================================================
// 函數: unsigned char Single_ReadI2C(unsigned char REG_Address)
// 描述: 從I2C裝置讀取一個位元組資料.
// 參數: REG_Address：位址.
// 傳回: 讀取到的資料.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
unsigned char Single_ReadI2C(unsigned char REG_Address)
{
    unsigned char REG_data;
    I2C_Start();                   //起始信号
    I2C_SendByte(SlaveAddress);    //發送裝置位址+寫信号
    I2C_SendByte(REG_Address);     //發送存儲單元位址，從0開始  
    I2C_Start();                   //起始信号
    I2C_SendByte(SlaveAddress+);  //發送裝置位址+讀信号
    REG_data=I2C_RecvByte();       //讀出寄存器資料
    I2C_SendACK();                //接收應答信号
    I2C_Stop();                    //停止信号
    return REG_data;
}

//========================================================================
// 函數: void MPU6050_init()
// 描述: 初始化MPU6050.
// 參數: none.
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
void MPU6050_Init()
{
    Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, );  //解除休眠狀态
    Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, );
    Single_WriteI2C(CONFIG, );
    Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, );
    Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, );
}

//========================================================================
// 函數: int GetData(u8 REG_Address)
// 描述: 讀取資料并合成為int型資料.
// 參數: REG_Address：位址.
// 傳回: 讀取到的資料.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
int GetData(unsigned char REG_Address)
{
    unsigned char H,L;
    H = Single_ReadI2C(REG_Address);
    L = Single_ReadI2C(REG_Address + );
    return (H << ) + L;   //合成資料
}

////========================================================================
//// 函數: int get_x_angle()
//// 描述: 擷取三軸角速度，三軸加速度
//// 參數: gyro_id：資料ID，1：x角速度，2：y角速度，3：z角速度，4：x加速度，5：y加速度，6：z加速度.
//// 傳回: 陀螺儀值.
//// 版本: V2.0, 2017-07-15
////========================================================================
int Get_Gyro_Data(unsigned char gyro_id)
{
    switch(gyro_id)
    {
        case : return GetData(ACCEL_XOUT_H);   break;
        case : return GetData(ACCEL_YOUT_H);   break;
        case : return GetData(ACCEL_ZOUT_H);   break;
        case : return GetData(GYRO_XOUT_H) ;   break;
        case : return GetData(GYRO_YOUT_H) ;   break;
        case : return GetData(GYRO_ZOUT_H) ;   break;
    }
    return ;
}

//========================================================================
// 函數: int MPU6050_Get_Angle(float x,float y,float z,u8 dir)
// 描述: 轉化成與三個方向的夾角.
// 參數: x：x方向資料.
//       y：y方向資料.
//       z：z方向資料.
//       dir:方向ID.
// 傳回: 夾角角度值（放大10倍）.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
int MPU6050_Get_Angle(int x,int y,int z,unsigned char dir)
{
    float xdata temp;
    float xdata res = ;
    switch(dir)
    {
        case ://與z軸的夾角
                temp = sqrt(((float)x*(float)x+(float)y*(float)y))/(float)z;
                res  = atan(temp);
        break;
        case ://與x軸的夾角
                temp = (float)x/sqrt(((float)y*(float)y+(float)z*(float)z));
                res  = atan(temp);
        break;
        case ://與y軸的夾角
                temp = (float)y/sqrt(((float)x*(float)x+(float)z*(float)z));
                res  = atan(temp);
        break;
    }
    return (int)(res*/);//弧度轉換為角度,擴大10倍
}

//========================================================================
// int get_included_angle(unsigned dat)
// 描述: 擷取角度或加速度
// 參數: angle_id：方向訓示變量（1：X軸角度，2：Y軸角度，3：Z軸角度，4：X軸加速度，5：Y軸加速度，6：Z軸加速度）.
// 傳回: 夾角角度值（放大10倍）.
// 版本: V1.0, 2017-06-23
//========================================================================
int MPU6050_Get_Data(unsigned angle_id)
{
    switch(angle_id)
    {
        case :return MPU6050_Get_Angle( Get_Gyro_Data(), Get_Gyro_Data(), Get_Gyro_Data(), );break;
        case :return MPU6050_Get_Angle( Get_Gyro_Data(), Get_Gyro_Data(), Get_Gyro_Data(), );break;
        case :return MPU6050_Get_Angle( Get_Gyro_Data(), Get_Gyro_Data(), Get_Gyro_Data(), );break;
        case :return (int)((float)((float)Get_Gyro_Data()/)**);
        case :return (int)((float)((float)Get_Gyro_Data()/)**);
        case :return (int)((float)((float)Get_Gyro_Data()/)**);
    }
    return ;
}

//序列槽初始化
void Uart_Init()
{
    SCON |= ;               //8位資料
    P_SW1 &=  ~;       //UART1 使用P30 P31口  預設
    TR1 = ;                        //關閉定時器1
    AUXR &= ~;         //序列槽1波特率使用定時器1
    TMOD &= ~(<<);       //Timer1 set As Timer
    TMOD &= ~;         //16位自動重裝
    AUXR |=  (<<);        //定時器使用1T模式
    TH1 = (unsigned char)(Timer1_Reload_Usart >> );
    TL1 = (unsigned char)Timer1_Reload_Usart;
    TR1 = ;                        //打開定時器1
    PS  = ;                        //高優先級中斷
    REN = ;                        //允許接收
    ES  = ;                        //允許中斷
    EA  = ;                        //允許全局中斷
}

//========================================================================
// 函數: serial_one_send_byte(unsigned char dat)
// 描述: 序列槽1發送一個位元組.
// 參數: dat：字元（無符号八位整型資料）.
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-22
//========================================================================
void serial_one_send_byte(unsigned char dat)
{
    SBUF = dat;
    while(!TI);
    TI = ; 
}

//========================================================================
// 函數: serial_one_send_string(u8 *dat)
// 描述: 序列槽1發送字元串.
// 參數: dat：字元串.
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-22
//========================================================================
void serial_one_send_string(unsigned char *dat)
{
    while(*dat)
        serial_one_send_byte(*dat++);
}

//========================================================================
// 函數: void serial_one_send_number(long num)
// 描述: 序列槽1發送整型資料.
// 參數: num：整型數值.
// 傳回: none.
// 版本: V1.0, 2017-06-22
//========================================================================
void serial_one_send_number(long num)
{
    long dat = ;
    unsigned char  length = ;
    if(num < )                                     //當數值為負數時
    {
        serial_one_send_byte('-');  //輸出負号
        num = -num;                                 //将數值取相反數
    }

    if(num == )                                    //當數值為0時
        serial_one_send_byte('0');  //輸出字元0
    else                                            //當數值不為0時
    {
        while(num)                                  //将數值倒過來
        {
            dat = dat * ;
            dat = dat + num % ;
            num = num / ;
            length++;
        }

        while(length--)                         //從第一位開始輸出倒過來的數值
        {
            serial_one_send_byte(dat %  + '0');
            dat = dat / ;
        }
    }
}

void serial_one_send_float(double float_val, char bit_val)
{
    long xdata value_int = ;
    long xdata value_flt = ;

    if(float_val < )
    {
        serial_one_send_byte('-');
        float_val = -float_val;
    }

    value_int = (long)float_val;

    float_val = float_val - (double)value_int;

    for(;bit_val;bit_val--)
        float_val = float_val * ;

    serial_one_send_number(value_int);
    serial_one_send_byte('.');
    serial_one_send_number((long)float_val);
}

float value = ;

//主函數
void main()
{
    Delay1000ms();
    Uart_Init();            //序列槽初始化
    MPU6050_Init();         //初始化MPU6505
    while()
    {
        value = MPU6050_Get_Data();                    //擷取與x軸的夾角，角度被放大10倍
        serial_one_send_string("子產品與x軸的夾角為：");
        serial_one_send_float(value / ,);            //角度除以10，并從序列槽發出,第二個參數為保留一位小數
        serial_one_send_string("\r\n");                 //換行

        value = MPU6050_Get_Data();                    //擷取與y軸的夾角，角度被放大10倍
        serial_one_send_string("子產品與y軸的夾角為：");
        serial_one_send_float(value / ,);            //角度除以10，并從序列槽發出
        serial_one_send_string("\r\n");                 //換行

        value = MPU6050_Get_Data();                    //擷取與z軸的夾角，角度被放大10倍
        serial_one_send_string("子產品與z軸的夾角為：");
        serial_one_send_float(value / ,);            //角度除以10，并從序列槽發出
        serial_one_send_string("\r\n");                 //換行

        value = MPU6050_Get_Data();                    //擷取與x軸加速度，數值被放大100倍
        serial_one_send_string("x軸加速度為：");
        serial_one_send_float(value/,);         //角度除以100，并從序列槽發出，第二個參數為保留一位小數
        serial_one_send_string(" M/S2\r\n");                    //換行

        value = MPU6050_Get_Data();                    //擷取與y軸加速度，數值被放大100倍
        serial_one_send_string("y軸加速度為：");
        serial_one_send_float(value / ,);           //角度除以100，并從序列槽發出
        serial_one_send_string(" M/S2\r\n");                    //換行

        value = MPU6050_Get_Data();                    //擷取與z軸加速度，數值被放大100倍
        serial_one_send_string("z軸加速度為：");
        serial_one_send_float(value / ,);           //角度除以100，并從序列槽發出
        serial_one_send_string(" M/S2\r\n\r\n");                    //換行

        Delay1000ms();
        Delay1000ms();
    }
}

//序列槽中斷
void Uart1_Int (void) interrupt 
{
    if(RI)
        RI = ;
}