// 使用單片機STC89C51
// 晶振：11.0592M BPS=9600
// QQ：474017521
//****************************************
#include <REG52.H>
#include <math.h> //Keil library
#include <stdio.h> //Keil library
#include <INTRINS.H>
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned short ushort;
typedef unsigned int uint;
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// 定義51單片機端口
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sbit SCL=P1^1; //IIC時鐘引腳定義
sbit SDA=P1^0; //IIC數據引腳 定義反 X=-00001Y=-00001Z=-00001Rx=-00001Ry=-00001Rz=-00001Tc= 00082
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// 定義MPU6050內部地址
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#define SMPLRT_DIV 0x19 //陀螺儀采樣率，典型值：0x07(125Hz)
#define CONFIG 0x1A //低通濾波頻率，典型值：0x06(5Hz)
#define GYRO_CONFIG 0x1B //陀螺儀自檢及測量范圍，典型值：0x18(不自檢，2000deg/s)
#define ACCEL_CONFIG 0x1C //加速計自檢、測量范圍及高通濾波頻率，典型值：0x01(不自檢，2G，5Hz)
#define ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define TEMP_OUT_H 0x41
#define TEMP_OUT_L 0x42
#define GYRO_XOUT_H 0x43
#define GYRO_XOUT_L 0x44
#define GYRO_YOUT_H 0x45
#define GYRO_YOUT_L 0x46
#define GYRO_ZOUT_H 0x47
#define GYRO_ZOUT_L 0x48
#define PWR_MGMT_1 0x6B //電源管理，典型值：0x00(正常啟用)
#define WHO_AM_I 0x75 //IIC地址寄存器(默認數值0x68，只讀)
#define SlaveAddress 0xD0 //IIC寫入時的地址字節數據，+1為讀取
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//定義類型及變量
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uchar dis[16]; //顯示數字(-511至512)的字符數組
int dis_data; //變量
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//函數聲明
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void delay(unsigned int k); //延時
//MPU6050操作函數
void InitMPU6050(); //初始化MPU6050
void Delay5us();
void I2C_Start();
void I2C_Stop();
void I2C_SendACK(bit ack);
bit I2C_RecvACK();
void I2C_SendByte(uchar dat);
uchar I2C_RecvByte();
void I2C_ReadPage();
void I2C_WritePage();
void display_ACCEL_x();
void display_ACCEL_y();
void display_ACCEL_z();
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address); //讀取I2C數據
void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data); //向I2C寫入數據
//****************************************
//float數轉字符串, 返回字符個數
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unsigned char Float2Char(float value, unsigned char *array)
{
uchar IntegerPart;
float DecimalPart;
uchar i = 0;
uchar j = 0;
char temp;
//分離整數和小數
if(value >= 1)
{
IntegerPart = (uchar)value;
DecimalPart = value - IntegerPart;
}
else
{
IntegerPart = 0;
DecimalPart = value - IntegerPart;
}
//處理整數部分
if(IntegerPart == 0)
{
array[0] = '0';
array[1] = '.';
i = 1;
}
else
{
while(IntegerPart > 0)
{
array[i] = IntegerPart % 10 + '0';
IntegerPart /= 10;
i++;
}
i--;
//fix the result
for(j=0; j<i; j++)
{
temp = array[j];
array[j] = array[i - j];
array[i - j] = temp;
}
i++;
array[i] = '.';
}
//convert the Decimalpart
i++;
array[i++] = (uint)(DecimalPart * 10)%10 + '0';
array[i++] = (uint)(DecimalPart * 100)%10 + '0';
array[i++] = (uint)(DecimalPart * 1000)%10 + '0';
array[i++] = (uint)(DecimalPart * 10000)%10 + '0';
array[i] = '\0';
return i;
}
//****************************************
void SeriPushSend(uchar send_data)
{
SBUF=send_data;
while(!TI);
TI=0;
}
void SendString(char *write)
{
while(*write!='\0')
{
SeriPushSend(*write);
write++;
}
}
//****************************************
//延時
//****************************************
void delay(unsigned int k)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<k;i++)
{
for(j=0;j<121;j++);
}
}
//**************************************
//延時5微秒(STC90C52RC@12M)
//不同的工作環境,需要調整此函數
//當改用1T的MCU時,請調整此延時函數
//**************************************
void Delay5us()
{
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
//**************************************
//I2C起始信號
//**************************************
void I2C_Start()
{
SDA = 1; //拉高數據線
SCL = 1; //拉高時鐘線
Delay5us(); //延時
SDA = 0; //產生下降沿
Delay5us(); //延時
SCL = 0; //拉低時鐘線
}
//**************************************
//I2C停止信號
//**************************************
void I2C_Stop()
{
SDA = 0; //拉低數據線
SCL = 1; //拉高時鐘線
Delay5us(); //延時
SDA = 1; //產生上升沿
Delay5us(); //延時
}
//**************************************
//I2C發送應答信號
//入口參數:ack (0:ACK 1:NAK)
//**************************************
void I2C_SendACK(bit ack)
{
SDA = ack; //寫應答信號
SCL = 1; //拉高時鐘線
Delay5us(); //延時
SCL = 0; //拉低時鐘線
Delay5us(); //延時
}
//**************************************
//I2C接收應答信號
//**************************************
bit I2C_RecvACK()
{
SCL = 1; //拉高時鐘線
Delay5us(); //延時
CY = SDA; //讀應答信號
SCL = 0; //拉低時鐘線
Delay5us(); //延時
return CY;
}
//**************************************
//向I2C總線發送一個字節數據
//**************************************
void I2C_SendByte(uchar dat)
{
uchar i;
for (i=0; i<8; i++) //8位計數器
{
dat <<= 1; //移出數據的最高位
SDA = CY; //送數據口
SCL = 1; //拉高時鐘線
Delay5us(); //延時
SCL = 0; //拉低時鐘線
Delay5us(); //延時
}
I2C_RecvACK();
}
//**************************************
//從I2C總線接收一個字節數據
//**************************************
uchar I2C_RecvByte()
{
uchar i;
uchar dat = 0;
SDA = 1; //使能內部上拉,準備讀取數據,
for (i=0; i<8; i++) //8位計數器
{
dat <<= 1;
SCL = 1; //拉高時鐘線
Delay5us(); //延時
dat |= SDA; //讀數據
SCL = 0; //拉低時鐘線
Delay5us(); //延時
}
return dat;
}
//**************************************
//向I2C設備寫入一個字節數據
//**************************************
void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)
{
I2C_Start(); //起始信號
I2C_SendByte(SlaveAddress); //發送設備地址+寫信號
I2C_SendByte(REG_Address); //內部寄存器地址，
I2C_SendByte(REG_data); //內部寄存器數據，
I2C_Stop(); //發送停止信號
}
//**************************************
//從I2C設備讀取一個字節數據
//**************************************
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)
{
uchar REG_data;
I2C_Start(); //起始信號
I2C_SendByte(SlaveAddress); //發送設備地址+寫信號
I2C_SendByte(REG_Address); //發送存儲單元地址，從0開始
I2C_Start(); //起始信號
I2C_SendByte(SlaveAddress+1); //發送設備地址+讀信號
REG_data=I2C_RecvByte(); //讀出寄存器數據
I2C_SendACK(1); //接收應答信號
I2C_Stop(); //停止信號
return REG_data;
}
//**************************************
//初始化MPU6050
//**************************************
void InitMPU6050()
{
Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00); //解除休眠狀態,電源管理
Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07); // 配置采樣率125hz
Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06); // 配置配置5hz
Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18); // 配置陀螺儀,不自檢,16.4LSB/DBS/S
Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01); // 配置加速度計2g
}
//**************************************
//合成數據
//**************************************
int GetData(uchar REG_Address)
{
uchar H,L;
H=Single_ReadI2C(REG_Address);
L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
return (H<<8)+L; //合成數據
}
//********Mpu6050的零點校準值**************
#define GxOffset -3.06
#define GyOffset 1.01
#define GzOffset -0.88
float Ax,Ay,Az,accX,accY,accZ;
float Gx,Gy,Gz;
/***********************************************
**函數名 ：float Mpu6050AccelAngle(int8 dir)
**函數功能： 加速度
讀取原始數據,并相互融合算出俯仰角、翻滾角、偏航角
***********************************************/
void Mpu6050AccelAngle(void)
{
Ax = (float) GetData(ACCEL_XOUT_H)/16384; // 測量當前方向的加速度值,轉換為浮點數
Ay = (float) GetData(ACCEL_YOUT_H)/16384;
Az = (float) GetData(ACCEL_ZOUT_H)/16384;
accX=atan(Ax/sqrt(Az*Az+Ay*Ay))*180/3.14;
accY=atan(Ay/sqrt(Ax*Ax+Az*Az))*180/3.14;
accZ=atan(Az/sqrt(Ax*Ax+Ay*Ay))*180/3.14;
//pr=-ax/sqrt(az*az+ay*ay);
//rr= ay/sqrt(az*az+ax*ax);
//pitch=(int)(((atan(pr)*180)/3.1415926)+180); //為什么不加180就不行呢？
//roll=(int)((((atan(rr)*180)/3.1415926)+180));
//Yaw角可以通過積分陀螺儀的Z軸角速度來推算。然而，這種方法會因為測量誤差而逐漸漂移。如果需要絕對角度,加三軸羅盤數據
}
/***********************************************
**函數名 ：float Mpu6050GyroAngle(int8 dir)
**函數功能： 角度角速度 , 角度變化率
***********************************************/
void Mpu6050GyroAngle(void)
{
Gx = (float) GetData(GYRO_XOUT_H)/131.0-GxOffset;
Gy = (float) GetData(GYRO_YOUT_H)/131.0-GyOffset;
Gz = (float) GetData(GYRO_ZOUT_H)/131.0-GzOffset;
}
//**************************************
//在1602上顯示10位數據
//**************************************
void Display10BitData(float value )
{
uchar i,j;
j=Float2Char( value ,dis); //轉換數據顯示
for(i=0;i<j;i++)
SeriPushSend(dis[i]);
}
//**************************************
//顯示溫度
//**************************************
float Get_temp()
{
int Temp_h,Temp_l; //溫度及高低位數據
float Temperature; //溫度
Temp_h=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_H); //讀取溫度
Temp_l=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_L); //讀取溫度
Temperature = 36.53+ (float)((Temp_h<<8|Temp_l)/340);
return Temperature;
}
void Init_uart() //9600 11.0592
{
TMOD=0x21;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
SCON=0x50;
PS=1; //串口中斷設為高優先級別
TR0=1; //啟動定時器
TR1=1;
ET0=1; //打開定時器0中斷
// ES=1; //
// EA=1; //
}
//*********************************************************
//主程序
//*********************************************************
void main()
{
unsigned char h[30]="\r\n--------------------\r\n";
delay(500); //上電延時
Init_uart();
InitMPU6050(); //初始化MPU6050
delay(150);
while(1)
{
SendString(h);
Mpu6050AccelAngle();
SendString(" Ax=");
Display10BitData(accX);
SendString(" Ay=");
Display10BitData(accY);
SendString(" Az=");
Display10BitData(accZ);
Mpu6050GyroAngle();
SendString(" Gx=");
Display10BitData(Gx);
SendString(" Gy=");
Display10BitData(Gy);
SendString(" Gy=");
Display10BitData(Gz);
SendString(" Tc=");
Display10BitData(Get_temp());
SendString("°C"); |
