惯性测量单元「inertial measurement unit,简称 imu」可以帮助我们在三维空间中获取物体当前三维位置的值,这些值可以用来帮助我们确定物体的精确位置,例如检测智能手机的水平或倾斜状态或是使用imu传感器来追踪运动状态等。imu传感器在汽车、自平衡机器人、四轴飞行器、惯性导航等设备上广泛应用。
六轴姿态传感器mpu6050是imu传感器系列的一种,本篇介绍如何驱动其获取原始数据。
1. mpu6050传感器介绍imu传感器通常包含两个或多个功能,按优先级分别是加速计、陀螺仪、磁力计和测高仪。mpu6050传感器采用单芯片封装,将一个加速度计、一个陀螺仪和一个温度传感器集成在一起,提供六轴姿态数值输出。
主要参数
电压:3-5v通讯:标准iic通讯协议16bit ad转换器数字温度传感器集成数字运动处理器(dmp)预留接口可用于与磁力计等其他iic设备通讯引脚说明
vcc:电源gnd:地scl:iic通讯时钟引脚sda:iic通讯数据引脚xda:外接iic设备数据引脚xcl:外接iic设备时钟引脚ado:iic从地址lsbint:用于指示数据准备就绪的中断引脚2. 实验材料uno r3开发板配套usb数据线面包板及配套连接线mpu6050传感器模块3. 实验步骤1. 根据原理图搭建电路图。mpu6050传感器模块的vcc、gnd分别连接开发板的3.3v、gnd,传感器的sda、scl引脚连接开发板a4、a5引脚。
实验原理图如下图所示:
实验原理图
2. 新建sketch,拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。#includeconst int mpu6050_addr = 0x68;int16_t accx, accy, accz, temp, gyrox, gyroy, gyroz;void setup() { wire.begin(); wire.begintransmission(mpu6050_addr); wire.write(0x6b); wire.write(0); wire.endtransmission(true); serial.begin(9600);}void loop() { wire.begintransmission(mpu6050_addr); wire.write(0x3b); wire.endtransmission(false); wire.requestfrom(mpu6050_addr, 14, true); accx = wire.read() < < 8 | wire.read(); accy = wire.read() < < 8 | wire.read(); accz = wire.read() < < 8 | wire.read(); temp = wire.read() < < 8 | wire.read(); gyrox = wire.read() < < 8 | wire.read(); gyroy = wire.read() < < 8 | wire.read(); gyroz = wire.read() < < 8 | wire.read(); serial.print(accx = ); serial.print(accx); serial.print( || accy = ); serial.print(accy); serial.print( || accz = ); serial.print(accz); serial.print( || gyrox = ); serial.print(gyrox); serial.print( || gyroy = ); serial.print(gyroy); serial.print( || gyroz = ); serial.print(gyroz); serial.print( || temp = ); serial.println(temp / 340.00 + 36.53); delay(500);}3. 连接开发板,设置好对应端口号和开发板类型,进行程序下载。
程序下载
4. 实验现象打开串口监视器,波特率设置成与程序中相一致的9600。监视器中数据会随着传感器的角度变化而变化。
实验现象
5. 程序分析程序中使用了通用iic库「wire」进行驱动,按照数据手册从指定寄存器中获取数据,注意要把两个字节组合得到16bit的原始数据。当然mpu6050也有很多驱动库,将iic通讯过程进一步封装。
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