硬件I2C读写MPU6050

硬件I2C读写MPU6050

SCL接PB10，SDA接PB11,但是硬件I2C引脚不可以任意指定。
查询引脚定义表，来规划引脚。但由于PB6,7,8,9被OLEDz占用，不方便接线了。

可以使用I2C2引脚，但必须是SCL对应PB10，SDA对应PB11，两者不能互换。

根据结构图我们可以使用库函数对MPU6050进行初始化，初始化步骤为：
1.开启I2C外设和GPIO口的时钟
2.把I2C外设和对应GPIO口初始化为复用开漏模式
3.使用结构体对整个I2C进行配置
4.使能I2C

库函数

//生成起始位，start置1，产生起始条件
void I2C_GenerateSTART(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);

//生成停止位，操作CR1的stop位，产生终止条件
void I2C_GenerateSTOP(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);

//应答使能，配置CR1的ACK这一位。在收到字节后，是否给从机应答，1应答，0不应答
void I2C_AcknowledgeConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);

//发送数据，写数据到数据寄存器DR
void I2C_SendData(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Data);

//接收数据，读取DR，接收数据
uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx);

//发送7位地址位专用函数，可以直接配置读写位
void I2C_Send7bitAddress(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address, uint8_t I2C_Direction);

//基本状态检测函数。同时判断一个或多个标志位，来确定EV几状态是否发生
ErrorStatus I2C_CheckEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT);

更快的方法，按ctrl+alt+空格，提示参数

低电平和高电平时间是：16:9；低电平和高电平时间是：2:1。其实占空比，是为了快速传输设计的。

指定STM32作为从机，响应几位的地址。可以选择10位地址和7位地址。

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "MPU6050.h"

uint8_t ID;								//定义用于存放ID号的变量
int16_t AX, AY, AZ, GX, GY, GZ;			//定义用于存放各个数据的变量

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();		//OLED初始化
	MPU6050_Init();		//MPU6050初始化
	
	/*显示ID号*/
	OLED_ShowString(1, 1, "ID:");		//显示静态字符串
	ID = MPU6050_GetID();				//获取MPU6050的ID号
	OLED_ShowHexNum(1, 4, ID, 2);		//OLED显示ID号
	
	while (1)
	{
		MPU6050_GetData(&AX, &AY, &AZ, &GX, &GY, &GZ);		//获取MPU6050的数据
		OLED_ShowSignedNum(2, 1, AX, 5);					//OLED显示数据
		OLED_ShowSignedNum(3, 1, AY, 5);
		OLED_ShowSignedNum(4, 1, AZ, 5);
		OLED_ShowSignedNum(2, 8, GX, 5);
		OLED_ShowSignedNum(3, 8, GY, 5);
		OLED_ShowSignedNum(4, 8, GZ, 5);
	}
}

MPU6050.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "MPU6050_Reg.h"
#define MPU6050_ADDRESS		0xD0		//MPU6050的I2C从机地址
/**
* 函    数：MPU6050等待事件
* 参    数：同I2C_CheckEvent
* 返 回 值：无
*/
void MPU6050_WaitEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT)   //把CheckEvent函数封装一下，变成一个带有超时退出机制的WaitEvent函数
{  
uint32_t Timeout;                                   //定义变量Timeout //对于这种死循环等待，加一个超时退出机制
Timeout = 10000;									//给定超时计数时间
while (I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT) != SUCCESS)	//循环等待指定事件。 //如果检查EV5事件，不等于SUCCESS，就一直空循环等待，否则跳出循环
{
Timeout --;										//等待时，计数值自减
if (Timeout == 0)								//自减到0后，等待超时
{
/*超时的错误处理代码，可以添加到此处*/
break;										//跳出等待，不等了，就是强行打破while循环，执行后面的代码
}
}
}
/**
* 函    数：MPU6050写寄存器
* 参    数：RegAddress 寄存器地址，范围：参考MPU6050手册的寄存器描述
* 参    数：Data 要写入寄存器的数据，范围：0x00~0xFF
* 返 回 值：无
*/
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
{
I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);										//硬件I2C生成起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);					//等待EV5          //参数原封不动传给WaitEvent函数，在WaitEvent函数里面进行等待和超时退出
I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);	//硬件I2C发送从机地址，方向为发送  //第二个参数 MPU6050_ADDRESS是从机地址；第三个参数是I2C_Direction_Transmitter方向，就是从机地址最低位，读写位。选择Transmitter，发送，给最低地址清0
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);	//等待EV6
I2C_SendData(I2C2, RegAddress);											//硬件I2C发送寄存器地址
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING);			//等待EV8
I2C_SendData(I2C2, Data);												//硬件I2C发送数据
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);				//等待EV8_2
I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);											//硬件I2C生成终止条件
}
/**
* 函    数：MPU6050读寄存器
* 参    数：RegAddress 寄存器地址，范围：参考MPU6050手册的寄存器描述
* 返 回 值：读取寄存器的数据，范围：0x00~0xFF
*/
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{
uint8_t Data;
I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);										//硬件I2C生成起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);					//等待EV5
I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);	//硬件I2C发送从机地址，方向为发送
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);	//等待EV6
I2C_SendData(I2C2, RegAddress);											//硬件I2C发送寄存器地址
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);				//等待EV8_2
I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);										//硬件I2C生成重复起始条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);					//等待EV5
I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);		//硬件I2C发送从机地址，方向为接收
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED);		//等待EV6
I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE);									//在接收最后一个字节之前提前将应答失能，ACK置0，非应答
I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);											//在接收最后一个字节之前提前申请停止条件，STOP置1，申请产生终止条件
MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED);				//等待EV7，接收一个字节后产生
Data = I2C_ReceiveData(I2C2);											//接收数据寄存器
I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);									//将应答恢复为使能，为了不影响后续可能产生的读取多字节操作。要恢复默认的ACK置回1
return Data;
}
/**
* 函    数：MPU6050初始化
* 参    数：无
* 返 回 值：无
*/
void MPU6050_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);		//开启I2C2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);		//开启GPIOB的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;   //复用开漏输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);					//将PB10和PB11引脚初始化为复用开漏输出
/*I2C初始化*/
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;						//定义结构体变量
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;				//模式，选择为I2C模式
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 50000;				//时钟速度，选择为50KHz。  配置SCL时钟频率，数值越大，SCL频率越高，传输越快，最大也就是400KH
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;		//时钟占空比，选择Tlow/Thigh = 2。//时钟占空比参数，只有在时钟频率大于100kHZ，就是进入快速状态才有用，在小于等于100KHZ标准速度下，占空比是固定1:1，是低电平比高电平
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;				//应答，选择使能。  //用于确定在接收一个字节后是否给从机应答
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;	//应答地址，选择7位，从机模式下才有效。选择响应7位地址
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;				//自身地址1，从机模式下才有效。用于指定STM32的自身地址，方便别的主机呼叫他
I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStructure);						//将结构体变量交给初始化函数I2C_Init，配置I2C2
/*I2C使能*/
I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);									//使能I2C2，开始运行
/*MPU6050寄存器初始化，需要对照MPU6050手册的寄存器描述配置，此处仅配置了部分重要的寄存器*/
MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_1, 0x01);				//电源管理寄存器1，取消睡眠模式，选择时钟源为X轴陀螺仪
MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_2, 0x00);				//电源管理寄存器2，保持默认值0，所有轴均不待机
MPU6050_WriteReg(MPU6050_SMPLRT_DIV, 0x09);				//采样率分频寄存器，配置采样率
MPU6050_WriteReg(MPU6050_CONFIG, 0x06);					//配置寄存器，配置DLPF
MPU6050_WriteReg(MPU6050_GYRO_CONFIG, 0x18);			//陀螺仪配置寄存器，选择满量程为±2000°/s
MPU6050_WriteReg(MPU6050_ACCEL_CONFIG, 0x18);			//加速度计配置寄存器，选择满量程为±16g
}
/**
* 函    数：MPU6050获取ID号
* 参    数：无
* 返 回 值：MPU6050的ID号
*/
uint8_t MPU6050_GetID(void)
{
return MPU6050_ReadReg(MPU6050_WHO_AM_I);		//返回WHO_AM_I寄存器的值
}
/**
* 函    数：MPU6050获取数据
* 参    数：AccX AccY AccZ 加速度计X、Y、Z轴的数据，使用输出参数的形式返回，范围：-32768~32767
* 参    数：GyroX GyroY GyroZ 陀螺仪X、Y、Z轴的数据，使用输出参数的形式返回，范围：-32768~32767
* 返 回 值：无
*/
void MPU6050_GetData(int16_t *AccX, int16_t *AccY, int16_t *AccZ, 
int16_t *GyroX, int16_t *GyroY, int16_t *GyroZ)
{
uint8_t DataH, DataL;								//定义数据高8位和低8位的变量
DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_H);		//读取加速度计X轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_L);		//读取加速度计X轴的低8位数据
*AccX = (DataH << 8) | DataL;						//数据拼接，通过输出参数返回
DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_H);		//读取加速度计Y轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_L);		//读取加速度计Y轴的低8位数据
*AccY = (DataH << 8) | DataL;						//数据拼接，通过输出参数返回
DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_H);		//读取加速度计Z轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_L);		//读取加速度计Z轴的低8位数据
*AccZ = (DataH << 8) | DataL;						//数据拼接，通过输出参数返回
DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_H);		//读取陀螺仪X轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_L);		//读取陀螺仪X轴的低8位数据
*GyroX = (DataH << 8) | DataL;						//数据拼接，通过输出参数返回
DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_H);		//读取陀螺仪Y轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_L);		//读取陀螺仪Y轴的低8位数据
*GyroY = (DataH << 8) | DataL;						//数据拼接，通过输出参数返回
DataH = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_H);		//读取陀螺仪Z轴的高8位数据
DataL = MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_L);		//读取陀螺仪Z轴的低8位数据
*GyroZ = (DataH << 8) | DataL;						//数据拼接，通过输出参数返回
}

MPU6050.h

#ifndef __MPU6050_H
#define __MPU6050_H
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data);
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress);
void MPU6050_Init(void);
uint8_t MPU6050_GetID(void);
void MPU6050_GetData(int16_t *AccX, int16_t *AccY, int16_t *AccZ, 
int16_t *GyroX, int16_t *GyroY, int16_t *GyroZ);
#endif

MPU6050_Reg.h

#ifndef __MPU6050_REG_H
#define __MPU6050_REG_H
#define	MPU6050_SMPLRT_DIV		0x19
#define	MPU6050_CONFIG			0x1A
#define	MPU6050_GYRO_CONFIG		0x1B
#define	MPU6050_ACCEL_CONFIG	0x1C
#define	MPU6050_ACCEL_XOUT_H	0x3B
#define	MPU6050_ACCEL_XOUT_L	0x3C
#define	MPU6050_ACCEL_YOUT_H	0x3D
#define	MPU6050_ACCEL_YOUT_L	0x3E
#define	MPU6050_ACCEL_ZOUT_H	0x3F
#define	MPU6050_ACCEL_ZOUT_L	0x40
#define	MPU6050_TEMP_OUT_H		0x41
#define	MPU6050_TEMP_OUT_L		0x42
#define	MPU6050_GYRO_XOUT_H		0x43
#define	MPU6050_GYRO_XOUT_L		0x44
#define	MPU6050_GYRO_YOUT_H		0x45
#define	MPU6050_GYRO_YOUT_L		0x46
#define	MPU6050_GYRO_ZOUT_H		0x47
#define	MPU6050_GYRO_ZOUT_L		0x48
#define	MPU6050_PWR_MGMT_1		0x6B
#define	MPU6050_PWR_MGMT_2		0x6C
#define	MPU6050_WHO_AM_I		0x75
#endif