MPU6050六轴传感器的原理及编程说明

MPU6050 是 InvenSense 公司推出的整合性 6 轴运动处理组件，其内部整合了 3 轴陀螺仪和 3 轴加速度传感器，并且含有一个IIC 接口， 可用于连接外部磁力传感器，并利用自带的数字运动处理器（DMP: Digital Motion Processor） 硬件加速引擎，通过主 IIC 接口，向应用端输出完整的 9 轴融合演算数据。 InvenSense 公司提供了一套基于DMP的运动处理驱动库，可大大降低单片机对动处理运算的负荷，同时也大大降低了编程难度。该模块广泛运用于飞控、计步等电子产品中。 MPU6050芯片及模块

MPU内部自带有7路16bit的ADC转换电路，其中3路为陀螺仪、3路为加速度计、1路为内部温度传感器。ADC转换后的数据通过DMP处理后，存储在FIFO里。单片机通过对芯片内部寄存器进行读写操作，完成对MPU的控制。

MPU6050的接线比较简单，使用3.3V的工作电源，通过IIC接口（MPU6000还可用SPI接口）与MCU通信。

模块原理图如下，其中使用了SPX3810M稳压芯片，将5V电源转换为3.3V电压给MPU6050芯片供电，P-MOS管Q1、Q2作为电平转换电路，将芯片的IIC电平转化为5.0V电平，可兼容51单片机和STM32单片机的控制电平（注：STM32引脚需要配置为开漏状态，且需要所用引脚能兼容5.0V电压，引脚标志为FT）。采用3.3V的单片机控制，如果不想要或者无法兼容5V电压，可将电平转换电路去掉，将IIC接口直接接单片机IIC引脚。

单片机IIC接口采用模拟IIC通信。

因为MPU6050内部带有DMP处理单元，加上官方提供了比较完整的运动处理驱动库，大大降低了我们的编程和对数据的处理难度。我们可以将各个运动的参数计算，如旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据，通过调用运动处理驱动库函数，直接读取出数据来。 如果想要使用官方提供的运动处理驱动库，需要在工程里面增加文件“inv_mpu_dmp_motion_driver.h”、“inv_mpu_dmp_motion_driver.c”、“inv_mpu.h”、“inv_mpu.c”、“dmpKey.h”、“dmpmap.h"六个文件。

以下程序是基于正点原子ATK-MPU6050模块的开发例程为例。

在完成标准的IIC驱动程序后，先实现读寄存器和写寄存器操作；