【江科大】STM32：MPU6050介绍

news2024/11/17 22:22:56

文章目录

MPU6050介绍
- 结构图
- MPU6050参数
- 硬件电路
- 模块内部结构框图
- - 数据帧格式
  - 寄存器地址

MPU6050介绍

MPU6050是一个6轴姿态传感器，可以测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数，通过数据融合，可进一步得到姿态角，常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景

3轴加速度计（Accelerometer）：测量X、Y、Z轴的加速度（加速度计具有静态稳定），不具有动态稳定性。）如一个车在斜坡上，椅子和靠背都受到了力的作用，但是车是水平向前的，因此当物体运动，使用加速度计来测量，测出来的角度就会不准确。
3 轴陀螺仪传感器（Gyroscope）：测量X、Y、Z轴的角速度：具有动态稳定性，不具有静态稳定性。

举个例子：游乐园的旋转飞椅，中间的旋转轴转的越快，挂在上面的椅子就会飞的越远，直接测量两个对向椅子之间的距离就可以得到，旋转轴的角速度。
如果想得到角度，只需要对角速度积分即可。当物体静止时，角速度值会因为噪声，无法完全归0，经过积分的不断累积，就会导致产生的角速度有缓慢的飘逸。
（因为加速度计和陀螺仪是互补的，因此采用互补滤波，就可进行姿态解算（简单））。

3轴磁场传感器 9轴飞机机头的上仰和下倾称为俯仰
气压传感器 10轴飞机机身左翻滚和右翻滚称为ROLL
通过数据融合可以得到欧拉角（飞控算法）：互补滤波，卡尔曼滤波
欧拉角：飞机机身保持水平，机头向左右转向，称为偏航
应用：姿态解算

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结构图

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MPU6050参数

16位ADC采集传感器的模拟信号，量化范围：-32768~32767
当测量的ADC是32767则代表满量程对应加速度计16g.
32768对应加速度计满量程选择：±2、±4、±8、±16（g）满量程选择越小，测量就会越细腻 AD值是固定的，乘相应的系数就可以得到加速度值（一一对应）
陀螺仪满量程选择： ±250、±500、±1000、±2000（°/sec）（也是和AD值一一对应）
可配置的数字低通滤波器（对输出数据进行低通滤波）
可配置的时钟源（为AD内部转换和内部电路提供时钟，控制分频系数，就可控制AD的转换快慢了）
可配置的采样分频
I2C从机地址：1101000（AD0=0）
1101001（AD0=1）
如果0x68 是从机地址（代表直接把7位地址转换为16进制得到的。在实际发送第一个字节时，不要忘了先左移一位。再或上读写位）
如果0xD0是从机地址，（融入读写位的从机地址）
绕Z轴的角度，无法通过加速度计来修正偏移。9轴姿态传感器多出来的磁力计的作用，对陀螺仪的感知方向进行纠正。
举个例子：当坐在车里，车一直运动，短时间可以通过陀螺仪来辨别车子的方向，但是时间长了，车子转的弯多了，就对方向失去
辨别能力，因此这个时候加个指南针就可以了，磁力计起的也是类似的作用。
当6轴传感器不够用，需要扩展的时候，SCL和XDA就起作用。用来外接磁力计，气压计。然后由DMP单元进行数据融合，姿态解算。
AD0：从机地址的最低位
接低电平：1101000（AD0=0）
接高电平：1101001（AD0=1）
自由落体检测，
运动检测
0运动检测（需要的花可以进行中断配置）