// 使用单片机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;
//****************************************
// 定义51单片机端口
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sbit SCL=P1^1; //IIC时钟引脚定义
sbit SDA=P1^0; //IIC数据引脚 定义反 X=-00001Y=-00001Z=-00001Rx=-00001Ry=-00001Rz=-00001Tc= 00082
//****************************************
// 定义MPU6050内部地址
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#define SMPLRT_DIV 0x19 //陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz)
#define CONFIG 0x1A //低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz)
#define GYRO_CONFIG 0x1B //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
#define ACCEL_CONFIG 0x1C //加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01(不自检，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 //电源管理，典型值：0x00(正常启用)
#define WHO_AM_I 0x75 //IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读)
#define SlaveAddress 0xD0 //IIC写入时的地址字节数据，+1为读取
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//定义类型及变量
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uchar dis[16]; //显示数字(-511至512)的字符数组
int dis_data; //变量
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//函数声明
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void delay(unsigned int k); //延时
//MPU6050操作函数
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); //读取I2C数据
void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data); //向I2C写入数据
//****************************************
//float数转字符串, 返回字符个数
//****************************************
unsigned char Float2Char(float value, unsigned char *array)
{
uchar IntegerPart;
float DecimalPart;
uchar i = 0;
uchar j = 0;
char temp;
//分离整数和小数
if(value >= 1)
{
IntegerPart = (uchar)value;
DecimalPart = value - IntegerPart;
}
else
{
IntegerPart = 0;
DecimalPart = value - IntegerPart;
}
//处理整数部分
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++;
}
}
//****************************************
//延时
//****************************************
void delay(unsigned int k)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<k;i++)
{
for(j=0;j<121;j++);
}
}
//**************************************
//延时5微秒(STC90C52RC@12M)
//不同的工作环境,需要调整此函数
//当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
//**************************************
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起始信号
//**************************************
void I2C_Start()
{
SDA = 1; //拉高数据线
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
SDA = 0; //产生下降沿
Delay5us(); //延时
SCL = 0; //拉低时钟线
}
//**************************************
//I2C停止信号
//**************************************
void I2C_Stop()
{
SDA = 0; //拉低数据线
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
SDA = 1; //产生上升沿
Delay5us(); //延时
}
//**************************************
//I2C发送应答信号
//入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
//**************************************
void I2C_SendACK(bit ack)
{
SDA = ack; //写应答信号
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
SCL = 0; //拉低时钟线
Delay5us(); //延时
}
//**************************************
//I2C接收应答信号
//**************************************
bit I2C_RecvACK()
{
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
CY = SDA; //读应答信号
SCL = 0; //拉低时钟线
Delay5us(); //延时
return CY;
}
//**************************************
//向I2C总线发送一个字节数据
//**************************************
void I2C_SendByte(uchar dat)
{
uchar i;
for (i=0; i<8; i++) //8位计数器
{
dat <<= 1; //移出数据的最高位
SDA = CY; //送数据口
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
SCL = 0; //拉低时钟线
Delay5us(); //延时
}
I2C_RecvACK();
}
//**************************************
//从I2C总线接收一个字节数据
//**************************************
uchar I2C_RecvByte()
{
uchar i;
uchar dat = 0;
SDA = 1; //使能内部上拉,准备读取数据,
for (i=0; i<8; i++) //8位计数器
{
dat <<= 1;
SCL = 1; //拉高时钟线
Delay5us(); //延时
dat |= SDA; //读数据
SCL = 0; //拉低时钟线
Delay5us(); //延时
}
return dat;
}
//**************************************
//向I2C设备写入一个字节数据
//**************************************
void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)
{
I2C_Start(); //起始信号
I2C_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
I2C_SendByte(REG_Address); //内部寄存器地址，
I2C_SendByte(REG_data); //内部寄存器数据，
I2C_Stop(); //发送停止信号
}
//**************************************
//从I2C设备读取一个字节数据
//**************************************
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)
{
uchar REG_data;
I2C_Start(); //起始信号
I2C_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
I2C_SendByte(REG_Address); //发送存储单元地址，从0开始
I2C_Start(); //起始信号
I2C_SendByte(SlaveAddress+1); //发送设备地址+读信号
REG_data=I2C_RecvByte(); //读出寄存器数据
I2C_SendACK(1); //接收应答信号
I2C_Stop(); //停止信号
return REG_data;
}
//**************************************
//初始化MPU6050
//**************************************
void InitMPU6050()
{
Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00); //解除休眠状态,电源管理
Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07); // 配置采样率125hz
Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06); // 配置配置5hz
Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18); // 配置陀螺仪,不自检,16.4LSB/DBS/S
Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01); // 配置加速度计2g
}
//**************************************
//合成数据
//**************************************
int GetData(uchar REG_Address)
{
uchar H,L;
H=Single_ReadI2C(REG_Address);
L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
return (H<<8)+L; //合成数据
}
//********Mpu6050的零点校准值**************
#define GxOffset -3.06
#define GyOffset 1.01
#define GzOffset -0.88
float Ax,Ay,Az,accX,accY,accZ;
float Gx,Gy,Gz;
/***********************************************
**函数名 ：float Mpu6050AccelAngle(int8 dir)
**函数功能： 加速度
读取原始数据,并相互融合算出俯仰角、翻滚角、偏航角
***********************************************/
void Mpu6050AccelAngle(void)
{
Ax = (float) GetData(ACCEL_XOUT_H)/16384; // 测量当前方向的加速度值,转换为浮点数
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); //为什么不加180就不行呢？
//roll=(int)((((atan(rr)*180)/3.1415926)+180));
//Yaw角可以通过积分陀螺仪的Z轴角速度来推算。然而，这种方法会因为测量误差而逐渐漂移。如果需要绝对角度,加三轴罗盘数据
}
/***********************************************
**函数名 ：float Mpu6050GyroAngle(int8 dir)
**函数功能： 角度角速度 , 角度变化率
***********************************************/
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上显示10位数据
//**************************************
void Display10BitData(float value )
{
uchar i,j;
j=Float2Char( value ,dis); //转换数据显示
for(i=0;i<j;i++)
SeriPushSend(dis[i]);
}
//**************************************
//显示温度
//**************************************
float Get_temp()
{
int Temp_h,Temp_l; //温度及高低位数据
float Temperature; //温度
Temp_h=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_H); //读取温度
Temp_l=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_L); //读取温度
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; //串口中断设为高优先级别
TR0=1; //启动定时器
TR1=1;
ET0=1; //打开定时器0中断
// ES=1; //
// EA=1; //
}
//*********************************************************
//主程序
//*********************************************************
void main()
{
unsigned char h[30]="\r\n--------------------\r\n";
delay(500); //上电延时
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"); |
