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作者：sumjess
适用：這個視訊我已經看過3遍了，總會有忘記的，是以來寫這本書的随手筆記，記錄重點、易忘點。該部落格可以當做字典，也可以當做筆記。
目前内容：MPU6050六軸傳感器
一、什麼是MPU6050?：
MPU6050是InvenSense公司推出的全球首款整合性6軸運動處理元件，内帶3軸陀螺儀和3軸加速度傳感器，并且含有一個第二IIC接口，可用于連接配接外部磁力傳感器，利用自帶數字運動處理器（DMP: Digital Motion Processor）硬體加速引擎，通過主IIC接口，可以向應用端輸出完整的9軸姿态融合演算資料。
有了DMP，我們可以使用InvenSense公司提供的運動處理資料庫，非常友善的實作姿态解算，降低了運動處理運算對作業系統的負荷，同時大大降低了開發難度 。
二、MPU6050的特點：
①自帶數字運動處理（ DMP: Digital Motion Processing ），可以輸出6軸或9軸（需外接磁傳感器）姿态解算資料。
②內建可程式控制，測量範圍為±250、±500、±1000與±2000°/sec 的3軸角速度感測器(陀螺儀)
③內建可程式控制，範圍為±2g、±4g、±8g和±16g的3軸加速度傳感器
④自帶數字溫度傳感器
⑤可輸出中斷(interrupt)，支援姿勢識别、搖攝、畫面放大縮小、滾動、快速下降中斷、high-G中斷、零動作感應、觸擊感應、搖動感應功能
⑥自帶1024位元組FIFO，有助于降低系統功耗
⑦高達400Khz的IIC通信接口
⑧超小封裝尺寸：4x4x0.9mm（QFN）
三、MPU6050框圖：
四、MPU6050初始化：
①初始化IIC接口。
②複位MPU6050。由電源管理寄存器1(0X6B)控制。
③設定角速度傳感器和加速度傳感器的滿量程範圍。由陀螺儀配置寄存器(0X1B)和加速度傳感器配置寄存器(0X1C)設定 。
④設定其他參數。配置中斷，由中斷使能寄存器(0X38)控制；設定AUX IIC接口，由戶控制寄存器(0X6A)控制；設定FIFO，由FIFO使能寄存器(0X23)控制；陀螺儀采樣率 ，由采樣率分頻寄存器(0X19)控制；設定數字低通濾波器，由配置寄存器(0X1A)控制。
⑤設定系統時鐘。由電源管理寄存器1(0X6B)控制。一般選擇x軸陀螺PLL作為時鐘源，以獲得更高精度的時鐘。
⑥使能角速度傳感器(陀螺儀)和加速度傳感器。由電源管理寄存器2(0X6C)控制
初始化完成，即可讀取陀螺儀、加速度傳感器和溫度傳感器的資料了！！
五、寄存器介紹：
（1）電源管理寄存器1（0X6B）：
（2）陀螺儀配置寄存器（0X1B）：
該寄存器我們隻關心FS_SEL[1:0]這兩個位，用于設定陀螺儀的滿量程範圍：0，±250°/S；1，±500°/S；2，±1000°/S；3，±2000°/S；我們一般設定為3，即±2000°/S，因為陀螺儀的ADC為16位分辨率，是以得到靈敏度為：65536/4000=16.4LSB/(°/S)。
（3）加速度傳感器配置寄存器（0X1C）：
該寄存器我們隻關心AFS_SEL[1:0]這兩個位，用于設定加速度傳感器的滿量程範圍：0，±2g；1，±4g；2，±8g；3，±16g；我們一般設定為0，即±2g，因為加速度傳感器的ADC也是16位，是以得到靈敏度為：65536/4=16384LSB/g。
（4）FIFO使能寄存器（0X23）：
該寄存器用于控制FIFO使能，在簡單讀取傳感器資料的時候，可以不用FIFO，設定對應位為：0，即可禁止FIFO，設定為1，則使能FIFO。
注意：加速度傳感器的3個軸，全由1個位（ACCEL_FIFO_EN）控制，隻要該位置1，則加速度傳感器的三個通道都開啟FIFO了
（5）陀螺儀采樣率分頻寄存器（0X19）：
該寄存器用于設定MPU6050的陀螺儀采樣頻率，計算公式為：
采樣頻率 = 陀螺儀輸出頻率 / (1+SMPLRT_DIV)
這裡陀螺儀的輸出頻率，是1Khz或者8Khz，與數字低通濾波器（DLPF）的設定有關，當DLPF_CFG=0/7的時候，頻率為8Khz，其他情況是1Khz。而且DLPF濾波頻率一般設定為采樣率的一半。采樣率，我們假定設定為50Hz，那麼：SMPLRT_DIV=1000/50-1=19。
（6）配置寄存器（0X1A）：
（7）電源管理寄存器2（0X6C）：
該寄存器的LP_WAKE_CTRL用于控制低功耗時的喚醒頻率，本例程用不到。剩下的6位，分别控制加速度和陀螺儀的x/y/z軸是否進入待機模式，這裡我們全部都不進入待機模式，是以全部設定為：0 ，即可。
（8）加速度傳感器資料輸出寄存器（0X3B~0X40）：
加速度傳感器資料輸出寄存器總共由6個寄存器組成，輸出X/Y/Z三個軸的加速度傳感器值，高位元組在前，低位元組在後。
（9）陀螺儀資料輸出寄存器（0X43~0X48）：
陀螺儀資料輸出寄存器總共由6個寄存器組成，輸出X/Y/Z三個軸的陀螺儀傳感器資料，高位元組在前，低位元組在後。
（10）溫度傳感器資料輸出寄存器（0X41~0X42）：
通過讀取0X41（高8位）和0X42（低8位）寄存器得到，溫度換算公式為：
Temperature = 36.53 + regval/340
其中，Temperature為計算得到的溫度值，機關為℃，regval為從0X41和0X42讀到的溫度傳感器值。
六、DMP的使用：
通過前面的學習，我們可以正常讀取MPU6050的加速度傳感器、陀螺儀和溫度傳感器的資料，但是實際使用的時候（比如做四軸），我們更希望得到姿态資料，即歐拉角：航向角（yaw）、橫滾角（roll）和俯仰角（pitch）。
要得到歐拉角資料，就得利用我們的原始資料，進行姿态融合解算，這個比較複雜，知識點比較多，初學者不易掌握。而MPU6050自帶了數字運動處理器，即DMP，并且，InvenSense提供了一個MPU6050的嵌入式運動驅動庫，結合MPU6050的DMP，可以将我們的原始資料，直接轉換成四元數輸出，而得到四元數之後，就可以很友善的計算出歐拉角，進而得到yaw、roll和pitch。
使用内置的DMP，可以大大簡化代碼設計，MCU不用進行姿态解算過程，大大降低了MCU的負擔，進而有更多的時間去處理其他事件，提高系統實時性。
InvenSense提供的MPU6050運動驅動庫是基于MSP430的，我們需要将其移植一下，才可以用到STM32上面。官方原版驅動在CD光牒à增值資料àALIENTEK 産品資料àATK-MPU6050六軸傳感器子產品àMPU6050參考資料àDMP資料：
Embedded_MotionDriver_5.1.rar
Embedded Motion Driver V5.1.1 API 說明.pdf
Embedded Motion Driver V5.1.1 教程.pdf
MPU6050 DMP輸出的是姿态解算後的四元數，采用q30格式，也就是放大了2的30次方，我們要得到歐拉角，就得做一個轉換，代碼如下：
q0=quat[0] / q30; //q30格式轉換為浮點數
q1=quat[1] / q30;
q2=quat[2] / q30;
q3=quat[3] / q30;
//計算得到俯仰角/橫滾角/航向角
pitch=asin(-2 * q1 * q3 + 2 * q0* q2)* 57.3; //俯仰角
roll=atan2(2 * q2 * q3 + 2 * q0 * q1, -2 * q1 * q1 - 2 * q2* q2 + 1)* 57.3;//橫滾角
yaw=atan2(2*(q1*q2 + q0*q3),q0*q0+q1*q1-q2*q2-q3*q3) * 57.3; //航向角
quat[0]~quat[3]：是MPU6050的DMP解算後的四元數，q30格式。
q30：是一個常量：1073741824，即2的30次方。
57.3：是弧度轉換為角度，即180/π，這樣結果就是以度（°）為機關的。
七、重要函數：
1，MPU6050 IIC接口驅動代碼
2，MPU_Init函數
3，MPU_Get_Gyroscope函數
4，MPU_Get_Accelerometer函數
5，MPU_Get_Temperature函數
1，DMP移植相關代碼
i2c_write、i2c_read、delay_ms和get_ms.
2， mpu_dmp_init函數
3， mpu_dmp_get_data函數