51單片機+MPU6050陀螺儀+LCD1602顯示程序

ID:235200 · 發表于 2019-8-2 00:52

最近在機器人調試過程中，需要用到陀螺儀，用51單片機通過調試能夠測量到陀螺儀的數據并在LCD1602上顯示，但根據測量數據進行控制機器人還需要進一步調試。測量數據的讀取關鍵在于IIC總線和獲取數據的寄存器地址不要搞錯
#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;
//****************************************
// 定義51單片機端口
//****************************************
#define DataPort P0                   //LCD1602數據端口
sbit SCL=P1^0;                      //IIC時鐘引腳定義
sbit SDA=P1^1;                      //IIC數據引腳定義
sbit LCM_RS=P2^0;             //LCD1602命令端口
sbit LCM_RW=P2^1;             //LCD1602命令端口
sbit LCM_EN=P2^2;             //LCD1602命令端口
//****************************************
// 定義MPU6050內部地址
//****************************************
#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
//****************************************
//定義類型及變量
//****************************************
uchar dis[4];                                                       //顯示數字(-511至512)的字符數組
int       dis_data;                                                 //變量
//int       Temperature,Temp_h,Temp_l;          //溫度及高低位數據
//****************************************
//函數聲明
//****************************************
void  delay(unsigned int k);                                                                               //延時
//LCD相關函數
void  InitLcd();                                                                                                       //初始化lcd1602
void  lcd_printf(uchar *s,int temp_data);
void  WriteDataLCM(uchar dataW);                                                                      //LCD數據
void  WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc);                                     //LCD指令
void  DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData);                               //顯示一個字符
void  DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L);                   //顯示字符串
//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

//****************************************
//整數轉字符串
//****************************************
void lcd_printf(uchar *s,  int temp_data)
{
      if(temp_data<0)
      {
            temp_data=-temp_data;
            *s='-';
      }
      else *s=' ';
      *++s =temp_data/100+0x30;
      temp_data=temp_data%100;    //取余運算
      *++s =temp_data/10+0x30;
      temp_data=temp_data%10;    //取余運算
      *++s =temp_data+0x30;
}
//****************************************
//延時
//****************************************
void delay(unsigned int k)
{
      unsigned int i,j;
      for(i=0;i<k;i++)
      {
            for(j=0;j<121;j++);
      }
}
//****************************************
//LCD1602初始化
//****************************************
void InitLcd()
{
      WriteCommandLCM(0x38,1);
      WriteCommandLCM(0x08,1);
      WriteCommandLCM(0x01,1);
      WriteCommandLCM(0x06,1);
      WriteCommandLCM(0x0c,1);
      DisplayOneChar(0,0,'A');
      DisplayOneChar(0,1,'G');
}
//****************************************
//LCD1602寫允許
//****************************************
void WaitForEnable(void)
{
      DataPort=0xff;
      LCM_RS=0;LCM_RW=1;_nop_();
      LCM_EN=1;_nop_();_nop_();
      while(DataPort&0x80);
      LCM_EN=0;
}
//****************************************
//LCD1602寫入命令
//****************************************
void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc)
{
      if(Attribc)WaitForEnable();
      LCM_RS=0;LCM_RW=0;_nop_();
      DataPort=CMD;_nop_();
      LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;
}
//****************************************
//LCD1602寫入數據
//****************************************
void WriteDataLCM(uchar dataW)
{
      WaitForEnable();
      LCM_RS=1;LCM_RW=0;_nop_();
      DataPort=dataW;_nop_();
      LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;
}
//****************************************
//LCD1602寫入一個字符
//****************************************
void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData)
{
      Y&=1;
      X&=15;
      if(Y)X|=0x40;
      X|=0x80;
      WriteCommandLCM(X,0);
      WriteDataLCM(DData);
}
//****************************************
//LCD1602顯示字符串
//****************************************
void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L)
{
      uchar ListLength=0;
      Y&=0x1;
      X&=0xF;
      while(L--)
      {
            DisplayOneChar(X,Y,DData[ListLength]);
            ListLength++;
            X++;
      }
}

//**************************************
//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
      Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07);
      Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06);
      Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18);
      Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01);
}
//**************************************
//在1602上顯示10位數據
//**************************************
void Display10BitData  (int value,uchar x,uchar y)
{
      value/=64;                                              //轉換為10位數據 value=value/64  右移動六位
      lcd_printf(dis, value);                               //轉換數據顯示
      DisplayListChar(x, y, dis, 4);                      //啟始列，行，顯示數組，顯示長度
}
//**************************************
//合成數據
//**************************************
int GetData(uchar REG_Address)
{
      char H,L;
      H=Single_ReadI2C(REG_Address);
      L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
      return (H<<8)+L; //合成數據
}

//**************************************
//顯示溫度
//**************************************
//void display_temp()
//{
//       Temp_h=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_H); //讀取溫度
//       Temp_l=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_L); //讀取溫度
//       Temperature=Temp_h<<8|Temp_l;    //合成溫度
//       Temperature = 35+ ( (double) (Temperature + 13200)) / 280; // 計算出溫度
//       lcd_printf(dis,Temperature);    //轉換數據顯示
//       DisplayListChar(11,1,dis,4);    //啟始列，行，顯示數組，顯示位數
//}
//*********************************************************
//主程序
//*********************************************************
void main()
{
      delay(500);             //上電延時
      InitLcd();             //液晶初始化
      InitMPU6050();       //初始化MPU6050
      delay(150);
      while(1)
      {
            Display10BitData  (GetData(ACCEL_XOUT_H),  2,  0);       //顯示X軸加速度
            Display10BitData  (GetData(ACCEL_YOUT_H),  7,  0);       //顯示Y軸加速度
            Display10BitData  (GetData(ACCEL_ZOUT_H) ,  12,  0);//顯示Z軸加速度
            Display10BitData  (GetData(GYRO_XOUT_H) ,  2,  1);       //顯示X軸角速度
            Display10BitData  (GetData(GYRO_YOUT_H),  7,  1);       //顯示Y軸角速度
            Display10BitData  (GetData(GYRO_ZOUT_H),  12,  1);       //顯示Z軸角速度
            delay(500);
      }
}

ID:595293 · 發表于 2019-8-5 08:34

沒有注釋的這兩個頭文件是要自己寫嗎

ID:235200 · 發表于 2019-8-5 16:06

不需要自己寫,系統里都有

ID:508386 · 發表于 2019-8-5 20:37

cjc942688 發表于 2019-8-5 08:34
沒有注釋的這兩個頭文件是要自己寫嗎

剛才才查了一下那是51自帶的庫

ID:595056 · 發表于 2019-8-8 16:20

請問測試成功了嗎

ID:540298 · 發表于 2019-12-9 22:18

為什么負值只能顯示到-4

ID:709373 · 發表于 2020-5-30 16:21

為什么我的顯示不出來

ID:936280 · 發表于 2021-7-9 19:06

為什么我運行之后LCD1602什么都不顯示

ID:936280 · 發表于 2021-7-20 10:07

lianghuiping 發表于 2019-8-8 16:20
請問測試成功了嗎

測試成功了

ID:960857 · 發表于 2021-11-21 20:00

為啥我一直顯示-004，而且移動mpu6050沒有變化

ID:985652 · 發表于 2021-11-28 17:56

洛倫茲力量發表于 2021-7-9 19:06
為什么我運行之后LCD1602什么都不顯示

注意不同的開發板可能LCD1602命令端口的位置不一樣

ID:985652 · 發表于 2021-12-14 16:05

1933998991 發表于 2019-12-9 22:18
為什么負值只能顯示到-4

我也遇到過這樣的問題，好像是芯片供電不足

ID:1013622 · 發表于 2022-3-28 10:20

你好，如果要讀取航偏角、俯仰角等的數據是不是要把陀螺儀測的數據除以靈敏度那些？

ID:471636 · 發表于 2022-3-29 20:07

移植至STC8H1K08芯片上可運行。

ID:241550 · 發表于 2022-8-15 17:25

燒錄到51單片機上，1602只顯示A和G是什么情況

ID:1042173 · 發表于 2022-8-17 09:59

如有電路原理圖更好，

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51單片機+MPU6050陀螺儀+LCD1602顯示程序

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