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#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <math.h> //Keil library
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
// 加速度，陀螺儀，磁力 Acceleration, gyroscope, magnetic
// 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 //加速度地址
#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 //溫度地址
#define TEMP_OUT_L 0x42
#define GYRO_XOUT_H 0x43 //陀螺儀地址
#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 MAG_ADDRESS 0x0c
#define MAG_XOUT_H 0x04 //磁力傳感器地址
#define MAG_XOUT_L 0x03
#define MAG_YOUT_H 0x06
#define MAG_YOUT_L 0x05
#define MAG_ZOUT_H 0x08
#define MAG_ZOUT_L 0x07
#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 MPU6050_Addr 0xD0 //定義器件在IIC總線中的從地址,根據ALT ADDRESS地址引腳不同修改
unsigned char TX_DATA[4]; //顯示據緩存區
unsigned char BUF0[10]; //接收數據緩存區
unsigned char BUF1[10]; //接收數據緩存區
char test=0; //IIC用到
short G_X,G_Y,G_Z,T_T; //X,Y,Z軸角度，溫度
short A_X,A_Y,A_Z; //X,Y,Z加速度
//short M_X,M_Y,M_Z; //X,Y,Z地磁
//************************************
/*模擬IIC端口輸出輸入定義*/
#define SCL_H GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_6
#define SCL_L GPIOB->BRR = GPIO_Pin_6
#define SDA_H GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_7
#define SDA_L GPIOB->BRR = GPIO_Pin_7
#define SCL_read GPIOB->IDR & GPIO_Pin_6
#define SDA_read GPIOB->IDR & GPIO_Pin_7
/* 函數申明 -----------------------------------------------*/
void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void); //GPIO初始化
void NVIC_Configuration(void); //中斷初始化
void USART1_Configuration(void); //串口初始化
void WWDG_Configuration(void); //看門狗初始化
void Delay(u32 nTime);
void Delayms(vu32 m);
/* 變量定義 ----------------------------------------------*/
/*******************************/
void DATA_printf(uchar *s,short 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;
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_GPIO_Config
* Description : Configration Simulation IIC GPIO
* Input : None
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************** */
void I2C_GPIO_Config(void) //IIC引腳初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_delay
* Description : Simulation IIC Timing series delay
* Input : None
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************** */
void I2C_delay(void)
{
u8 i=30; //這里可以優化速度，經測試最低到5還能寫入
while(i)
{
i--;
}
}
void delay5ms(void)
{
int i=5000;
while(i)
{
i--;
}
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_Start
* Description : Master Start Simulation IIC Communication
* Input : None
* Output : None
* Return : Wheather Start
****************************************************************************** */
bool I2C_Start(void) //IIC開始
{
SDA_H;
SCL_H;
I2C_delay();
if(!SDA_read)return FALSE; //SDA線為低電平則總線忙,退出
SDA_L;
I2C_delay();
if(SDA_read) return FALSE; //SDA線為高電平則總線出錯,退出
SDA_L;
I2C_delay();
return TRUE;
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_Stop
* Description : Master Stop Simulation IIC Communication
* Input : None
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************** */
void I2C_Stop(void) //IIC停止
{
SCL_L;
I2C_delay();
SDA_L;
I2C_delay();
SCL_H;
I2C_delay();
SDA_H;
I2C_delay();
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_Ack
* Description : Master Send Acknowledge Single
* Input : None
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************** */
void I2C_Ack(void) //IIC發送
{
SCL_L;
I2C_delay();
SDA_L;
I2C_delay();
SCL_H;
I2C_delay();
SCL_L;
I2C_delay();
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_NoAck
* Description : Master Send No Acknowledge Single
* Input : None
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************** */
void I2C_NoAck(void)
{
SCL_L;
I2C_delay();
SDA_H;
I2C_delay();
SCL_H;
I2C_delay();
SCL_L;
I2C_delay();
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_WaitAck
* Description : Master Reserive Slave Acknowledge Single
* Input : None
* Output : None
* Return : Wheather Reserive Slave Acknowledge Single
****************************************************************************** */
bool I2C_WaitAck(void) //返回為:=1有ACK,=0無ACK 等待接收
{
SCL_L;
I2C_delay();
SDA_H;
I2C_delay();
SCL_H;
I2C_delay();
if(SDA_read)
{
SCL_L;
I2C_delay();
return FALSE;
}
SCL_L;
I2C_delay();
return TRUE;
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_SendByte
* Description : Master Send a Byte to Slave
* Input : Will Send Date
* Output : None
* Return : None
****************************************************************************** */
void I2C_SendByte(u8 SendByte) //數據從高位到低位//發送數據
{
u8 i=8;
while(i--)
{
SCL_L;
I2C_delay();
if(SendByte&0x80)
SDA_H;
else
SDA_L;
SendByte<<=1;
I2C_delay();
SCL_H;
I2C_delay();
}
SCL_L;
}
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_RadeByte
* Description : Master Reserive a Byte From Slave
* Input : None
* Output : None
* Return : Date From Slave
****************************************************************************** */
unsigned char I2C_RadeByte(void) //數據從高位到低位//讀取字節
{
u8 i=8;
u8 ReceiveByte=0;
SDA_H;
while(i--)
{
ReceiveByte<<=1;
SCL_L;
I2C_delay();
SCL_H;
I2C_delay();
if(SDA_read)
{
ReceiveByte|=0x01;
}
}
SCL_L;
return ReceiveByte;
}
//ZRX
//單字節寫入*******************************************
bool Single_Write(unsigned char SlaveAddress,unsigned char REG_Address,unsigned char REG_data) //void
{
if(!I2C_Start())return FALSE;
I2C_SendByte(SlaveAddress); //發送設備地址+寫信號//I2C_SendByte(((REG_Address & 0x0700) >>7) | SlaveAddress & 0xFFFE);//設置高起始地址+器件地址
if(!I2C_WaitAck()){I2C_Stop(); return FALSE;}
I2C_SendByte(REG_Address ); //設置低起始地址
I2C_WaitAck();
I2C_SendByte(REG_data);
I2C_WaitAck();
I2C_Stop();
delay5ms();
return TRUE;
}
//單字節讀取*****************************************
unsigned char Single_Read(unsigned char SlaveAddress,unsigned char REG_Address)
{ unsigned char REG_data;
if(!I2C_Start())return FALSE;
I2C_SendByte(SlaveAddress); //I2C_SendByte(((REG_Address & 0x0700) >>7) | REG_Address & 0xFFFE);//設置高起始地址+器件地址
if(!I2C_WaitAck()){I2C_Stop();test=1; return FALSE;}
I2C_SendByte((u8) REG_Address); //設置低起始地址
I2C_WaitAck();
I2C_Start();
I2C_SendByte(SlaveAddress+1);
I2C_WaitAck();
REG_data= I2C_RadeByte();
I2C_NoAck();
I2C_Stop();
//return TRUE;
return REG_data;
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： RCC_Configuration(void)
** 函數功能：時鐘初始化
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
void RCC_Configuration(void)
{
/* RCC system reset(for debug purpose) */
RCC_DeInit();
/* Enable HSE */
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
/* Wait till HSE is ready */
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
{
/* HCLK = SYSCLK */
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
/* PCLK2 = HCLK */
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
/* PCLK1 = HCLK/2 */
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
/* Flash 2 wait state */
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
/* Enable Prefetch Buffer */
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
/* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
/* Enable PLL */
RCC_PLLCmd(ENABLE);
/* Wait till PLL is ready */
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
{
}
/* Select PLL as system clock source */
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
/* Wait till PLL is used as system clock source */
while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
{
}
}
/* Enable GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD, GPIOE, GPIOF, GPIOG and AFIO clocks */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD , ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOF , ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG | RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： GPIO_Configuration(void)
** 函數功能：端口初始化
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
void GPIO_Configuration(void) //串口端口初始化
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE );
/* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // 選中管腳9
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 復用推挽輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 最高輸出速率50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 選擇A端口
/* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //選中管腳10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空輸入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //選擇A端口
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： USART1_Configuration(void)
** 函數功能：串口1初始化
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
void USART1_Configuration(void)
{
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1 |RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE );
USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable; // 時鐘低電平活動
USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low; // 時鐘低電平
USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge; // 時鐘第二個邊沿進行數據捕獲
USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable; // 最后一位數據的時鐘脈沖不從SCLK輸出
/* Configure the USART1 synchronous paramters */
USART_ClockInit(USART1, &USART_ClockInitStructure); // 時鐘參數初始化設置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; // 波特率為：115200
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; // 8位數據
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; // 在幀結尾傳輸1個停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ; // 奇偶失能
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 硬件流控制失能
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; // 發送使能+接收使能
/* Configure USART1 basic and asynchronous paramters */
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
/* Enable USART1 */
USART_ClearFlag(USART1, USART_IT_RXNE); //清中斷，以免一啟用中斷后立即產生中斷
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE, ENABLE); //使能USART1中斷源
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //USART1總開關：開啟
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： NVIC_Configuration(void)
** 函數功能：中斷初始化
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = WWDG_IRQn; //WWDG中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： WWDG_Configuration(void)
** 函數功能：看門狗初始化
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
void WWDG_Configuration(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_WWDG, ENABLE); // WWDG時鐘使能
WWDG_SetPrescaler(WWDG_Prescaler_8); // WWDG clock counter = (PCLK1/4096)/8 = 244 Hz (~4 ms)
WWDG_SetWindowValue(0x41); // Set Window value to 0x41
WWDG_Enable(0x50); // Enable WWDG and set counter value to 0x7F, WWDG timeout = ~4 ms * 64 = 262 ms
WWDG_ClearFlag(); // Clear EWI flag
WWDG_EnableIT(); // Enable EW interrupt
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： Delay(vu32 nCount)
** 函數功能：延時函數
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
void Delay(vu32 nCount)
{
for(; nCount != 0; nCount--);
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： void Delayms(vu32 m)
** 函數功能：長延時函數 m=1,延時1ms
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
void Delayms(vu32 m)
{
u32 i;
for(; m != 0; m--)
for (i=0; i<50000; i++);
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： WWDG_IRQHandler(void)
** 函數功能：窗口提前喚醒中斷
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
void WWDG_IRQHandler(void)
{
/* Update WWDG counter */
WWDG_SetCounter(0x50);
/* Clear EWI flag */
WWDG_ClearFlag();
}
//************************************************
void USART1_SendData(uchar SendData)
{
USART_SendData(USART1, SendData);
Delayms(1);
}
//初始化MPU6050，根據需要請參考pdf進行修改************************
void Init_MPU6050(void)
{
/*
Single_Write(MPU6050_Addr,PWR_M, 0x80); //
Single_Write(MPU6050_Addr,SMPL, 0x07); //
Single_Write(MPU6050_Addr,DLPF, 0x1E); //±2000°
Single_Write(MPU6050_Addr,INT_C, 0x00 ); //
Single_Write(MPU6050_Addr,PWR_M, 0x00); //
*/
Single_Write(MPU6050_Addr,PWR_MGMT_1, 0x00); //解除休眠狀態
Single_Write(MPU6050_Addr,SMPLRT_DIV, 0x07);
Single_Write(MPU6050_Addr,CONFIG, 0x06);
Single_Write(MPU6050_Addr,GYRO_CONFIG, 0x18);
Single_Write(MPU6050_Addr,ACCEL_CONFIG, 0x01);
}
//******讀取MPU6050數據****************************************
void READ_MPU6050(void)
{
/* 讀取陀螺儀數據 */
//***********************************************************
BUF0[0]=Single_Read(MPU6050_Addr,GYRO_XOUT_L);
BUF0[1]=Single_Read(MPU6050_Addr,GYRO_XOUT_H);
G_X = (BUF0[1]<<8)|BUF0[0];
G_X =(double)G_X*250/327.68; //讀取計算X軸數據
BUF0[2]=Single_Read(MPU6050_Addr,GYRO_YOUT_L);
BUF0[3]=Single_Read(MPU6050_Addr,GYRO_YOUT_H);
G_Y = (BUF0[3]<<8)|BUF0[2];
G_Y =(double)G_Y*250/327.68; //讀取計算Y軸數據
BUF0[4]=Single_Read(MPU6050_Addr,GYRO_ZOUT_L);
BUF0[5]=Single_Read(MPU6050_Addr,GYRO_ZOUT_H);
G_Z = (BUF0[5]<<8)|BUF0[4];
G_Z =(double)G_Z*250/327.68; //讀取計算Z軸數據
BUF0[6]=Single_Read(MPU6050_Addr,TEMP_OUT_L);
BUF0[7]=Single_Read(MPU6050_Addr,TEMP_OUT_H);
T_T =(BUF0[7]<<8)|BUF0[6];
T_T =(((double) (T_T + 13200)) / 280)-39;// 讀取計算出溫度
//ACCEL_ZOUT_L
//*************************************************************
/* 讀取加速度數據 */
//***********************************************************
BUF1[0]=Single_Read(MPU6050_Addr,ACCEL_XOUT_L);
BUF1[1]=Single_Read(MPU6050_Addr,ACCEL_XOUT_H);
A_X = (BUF1[1]<<8)|BUF1[0];
A_X = (double)A_X/163.84; //讀取計算X軸數據
BUF1[2]=Single_Read(MPU6050_Addr,ACCEL_YOUT_L);
BUF1[3]=Single_Read(MPU6050_Addr,ACCEL_YOUT_H);
A_Y = (BUF1[3]<<8)|BUF1[2];
A_Y = (double)A_Y/163.84; //讀取計算Y軸數據
BUF1[4]=Single_Read(MPU6050_Addr,ACCEL_ZOUT_L);
BUF1[5]=Single_Read(MPU6050_Addr,ACCEL_ZOUT_H);
A_Z = (BUF1[5]<<8)|BUF1[4];
A_Z = (double)A_Z/163.84; //讀取計算Z軸數據
//*************************************************************
}
//********串口發送數據***************************************
void Send_data(uchar axis)
{uchar i;
USART1_SendData(axis);
USART1_SendData(':');
for(i=0;i<4;i++)USART1_SendData(TX_DATA[i]);
USART1_SendData(' ');
USART1_SendData(' ');
}
/*
********************************************************************************
** 函數名稱： main(void)
** 函數功能：主函數
** 輸入：無
** 輸出：無
** 返回：無
********************************************************************************
*/
int main(void)
{
RCC_Configuration(); //配置RCC
GPIO_Configuration(); //配置GPIO
USART1_Configuration(); //配置串口1
I2C_GPIO_Config(); //配置IIC使用端口
Delayms(10); //延時
Init_MPU6050(); //初始化MPU6050
while(1)
{
READ_MPU6050(); //讀取MPU6050數據
//輸出陀螺儀
printf("Gyroscope: ");
DATA_printf(TX_DATA,G_X);//轉換X軸數據到數組
Send_data('X'); //發送X軸數
DATA_printf(TX_DATA,G_Y);//轉換Y軸數據到數組
Send_data('Y'); //發送Y軸數
DATA_printf(TX_DATA,G_Z);//轉換Z軸數據到數組
Send_data('Z'); //發送Z軸數
DATA_printf(TX_DATA,T_T);//轉換溫度數據到數組
Send_data('T'); //發送溫度數據
USART1_SendData(0X0D); //換行
USART1_SendData(0X0A); //回車
//輸出加速度
printf("Acceleration: ");
DATA_printf(TX_DATA,A_X);//轉換X軸數據到數組
Send_data('X'); //發送X軸數
DATA_printf(TX_DATA,A_Y);//轉換Y軸數據到數組
Send_data('Y'); //發送Y軸數
DATA_printf(TX_DATA,A_Z);//轉換Z軸數據到數組
Send_data('Z'); //發送Z軸數
USART1_SendData(0X0D); //換行
USART1_SendData(0X0A); //回車
USART1_SendData(0X0A);
USART1_SendData(0X0A);
Delayms(100);
}
}
/*************結束***************/

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