平衡球游戏 part2
- 4 mpu6050
- 4.1 mpu6050 介绍
- 4.2 电路图
- 4.3 驱动代码编写
- 5 游戏界面移植
- 5.1 移植源文件
- 5.2 添加头文件
- 6 参数移植
- 6.1
4 mpu6050
4.1 mpu6050 介绍
MPU6050是一款由InvenSense公司生产的加速度计和陀螺仪传感器，广泛应用于消费电子、机器人等领域。它集成了三轴加速度计和三轴陀螺仪，能够测量三维空间中的加速度和角速度。
主要特点：
- 六轴传感器：
- 提供三轴加速度和三轴角速度数据。
- 结合两个传感器的数据可以实现9轴运动传感（需要外部磁力计）。
数字输出：
- 通过I²C接口（也支持SPI）输出数据，方便与微控制器连接。
温度传感器：
- 内置温度传感器，用于温度补偿。
低功耗：
- 设计注重低功耗，适合便携设备应用。
可编程滤波器：
- 具有内部数字运动处理器（DMP），可以进行数据滤波和处理，减轻主处理器的负担。
高分辨率：
- 提供高达16位的输出分辨率，保证了数据的精确性。
应用领域：
- 智能手机和平板电脑的姿态检测
- 游戏设备中的手势识别
- 无人机的飞行姿态控制
- 机器人导航和控制
使用注意事项：
- 校准：为了获得精确的数据，通常需要进行传感器校准。
- 噪声和漂移：尽管MPU6050具有滤波功能，但仍需要考虑噪声和漂移对测量结果的影响。
- 数据处理：使用DMP可以简化算法开发，但配置和使用需要一定的技术理解。
MPU6050因其集成度高、性能稳定，受到广泛欢迎。初学者可以通过各种教程和开源库快速上手，专业开发者则可以深入挖掘其功能以满足复杂应用需求。
4.2 电路图
MPU 6050 采用I2C 的通讯接口。
MPU6050 的 I²C 地址可以通过其 AD0 引脚的电平来判断，这个引脚决定了 MPU6050 的 I²C 从机地址的最低有效位。
AD0 引脚接地（GND）：MPU6050 的地址为 0x68。
AD0 引脚接高电平（VCC）：MPU6050 的地址为 0x69。
在代码中使用 I²C 通信时，需要根据 AD0 引脚的连接情况选择正确的地址。通常在 I²C 通信中，地址会左移一位以包含读/写位：
如果 AD0 接地，使用 0x68 << 1 = 0xD0 进行写操作，0xD1 进行读操作。
如果 AD0 接 VCC，使用 0x69 << 1 = 0xD2 进行写操作，0xD3 进行读操作。
IIC_SCL 链接了P88 口， IIC_SADA 链接了PB9口
3D_INIT 链接了PC0口
MPU6050上的INT引脚是中断输出引脚，用于向主处理器（例如，微控制器或单片机）发出中断信号。这可以用于高效的数据处理和事件响应。以下是INT引脚的一些具体作用：
- 数据就绪信号：
当新数据可用时，INT引脚可以发出中断信号。这允许微控制器在数据准备好时读取数据，而不是不断地轮询传感器，从而节省处理资源。
- 运动检测：
MPU6050可以配置为在检测到运动时触发中断。例如，检测到某个方向的加速度超过设定的阈值时，会激活中断。这在节能应用中很有用，因为系统可以在空闲状态下休眠，直到检测到运动。
- 自由落体检测：
MPU6050可以检测到自由落体状态，并通过中断引脚通知主处理器。这对于设备掉落时的保护措施很有用。
- FIFO溢出/满溢：
当内部FIFO缓冲区满或溢出时，INT引脚可以产生中断信号，提醒主处理器及时处理数据。
- 定时器中断：
可以配置定时器中断，用于精确的时间控制和采样。
使用INT引脚可以有效提高系统的响应速度和能效，因为可以让处理器在有事件发生时才去处理数据，而不需要持续主动查询传感器状态。配置和使用INT引脚通常需要对MPU6050的寄存器进行编程设置。
4.3 驱动代码编写
使用STM32标准库（即STM32F4xx Standard Peripheral Library）来驱动MPU6050是另一种方法。虽然STM32标准库不如HAL库那样受到官方支持，但仍然可以用于某些项目中。以下是使用标准库配置I²C并与MPU6050通信的基本示例。
配置步骤：
- 配置I²C引脚: 使用GPIO库配置PB9为I²C_SDA，PB10为I²C_SCL。
- 初始化I²C外设: 使用I²C标准库初始化I²C1。
- 与MPU6050通信: 读取MPU6050的寄存器和传感器数据
