MPU6500: 适用于通用MCU和Linux系统的MPU6500全功能驱动

LibDriver MPU6500

MPU6500是一款6轴运动跟踪设备，它将3轴陀螺仪、3轴加速度计和数字运动处理器(DMP)组合在一个3.0x3.0x0.9mm的小封装中，它还具有512字节FIFO，可以降低串行总线接口流量，通过系统处理器突发读取传感器数据进入低功耗模式来降低功耗。通过其专用的IIC总线，它可以直接接受外部3轴磁力计的输入，提供完整的9轴运动融合输出。拥有6轴集成、数字运动处理器((DMP)和运行时校准固件的MPU6500运动跟踪设备，可以使制造商降低离散运动跟踪设备昂贵又复杂的选择、鉴定和系统集成成本，保证消费者产品的最佳运动跟踪性能。MPU6500还设计用于在其辅助IIC总线上与多个非惯性数字传感器（如压力传感器）的接口并具备自动FIFO采集功能。MPU6500具有3个用于陀螺仪输出的16位ADC和3个用于加速度计输出的16位ADC。用户可编程陀螺仪满标度范围为±250dps、±500dps、±1000dps和±2000dps，加速度计满标度范围为±2g、±4g、±8g和±16g。两个传感器的工厂校准初始灵敏度降低了生产线校准要求。其他业界领先的功能包括片上16位ADC、可编程数字滤波器、从-40°C到85°C漂移1%的精密时钟、嵌入式温度传感器和可编程中断。该设备具有I2C和SPI串行接口，VDD工作范围为1.71至3.6V，以及一个单独的数字IO电源，VDDIO范围为1.71V至3.6V。使用400kHz的I2C或1MHz的SPI与设备的所有寄存器进行通信。对于需要更快通信的应用，可以使用20MHz的SPI读取传感器和中断寄存器。InvenSense利用其获得专利并经过批量验证的CMOS-MEMS制造平台，通过晶圆级键将MEMS晶圆与配套的CMOS电子器件集成在一起，将封装尺寸缩小到3x3x0.90mm（24引脚QFN）的面积和厚度，以提供一个非常小但高性能的低成本封装。该设备通过10000g的冲击可靠性实验。

LibDriver MPU6500是LibDriver推出的MPU6500的全功能驱动，该驱动提供加速度读取、角速度读取、姿态角读取、DMP读取和敲击检测等功能并且它符合MISRA标准。

说明

/src目录包含了LibDriver MPU6500的源文件。

/interface目录包含了LibDriver MPU6500与平台无关的IIC，SPI总线模板。

/test目录包含了LibDriver MPU6500驱动测试程序，该程序可以简单的测试芯片必要功能。

/example目录包含了LibDriver MPU6500编程范例。

/doc目录包含了LibDriver MPU6500离线文档。

/datasheet目录包含了MPU6500数据手册。

/project目录包含了常用Linux与单片机开发板的工程样例。所有工程均采用shell脚本作为调试方法，详细内容可参考每个工程里面的README.md。

/misra目录包含了LibDriver MISRA代码扫描结果。

安装

参考/interface目录下与平台无关的IIC，SPI总线模板，完成指定平台的IIC，SPI总线驱动。

将/src目录，您使用平台的接口驱动和您开发的驱动加入工程，如果您想要使用默认的范例驱动，可以将/example目录加入您的工程。

使用

您可以参考/example目录下的编程范例完成适合您的驱动，如果您想要使用默认的编程范例，以下是它们的使用方法。

example basic

#include "driver_mpu6500_basic.h"

uint8_t res;
uint32_t i;
uint32_t times;
float g[3];
float dps[3];
float degrees;
mpu6500_address_t addr;

/* init */
addr = MPU6500_ADDRESS_AD0_LOW;
res = mpu6500_basic_init(MPU6500_INTERFACE_IIC, addr);
if (res != 0)
{
    return 1;
}

...
    
/* read all */
times = 3;
for (i = 0; i < times; i++)
{
    /* read */
    if (mpu6500_basic_read(g, dps) != 0)
    {
        (void)mpu6500_basic_deinit();

        return 1;
    }

    ...
        
    if (mpu6500_basic_read_temperature(&degrees) != 0)
    {
        (void)mpu6500_basic_deinit();

        return 1;
    }

    ...
        
    /* output */
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: %d/%d.\n", i + 1, times);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc x is %0.2fg.\n", g[0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc y is %0.2fg.\n", g[1]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc z is %0.2fg.\n", g[2]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro x is %0.2fdps.\n", dps[0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro y is %0.2fdps.\n", dps[1]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro z is %0.2fdps.\n", dps[2]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: temperature %0.2fC.\n", degrees);

    ...
        
    /* delay 1000 ms */
    mpu6500_interface_delay_ms(1000);

    ...
}

...
    
/* deinit */
(void)mpu6500_basic_deinit();

return 0;

example fifo

#include "driver_mpu6500_fifo.h"

uint32_t i;
uint32_t times;
uint16_t len;
uint8_t (*g_gpio_irq)(void) = NULL;
static int16_t gs_accel_raw[128][3];
static float gs_accel_g[128][3];
static int16_t gs_gyro_raw[128][3];
static float gs_gyro_dps[128][3];
mpu6500_address_t addr;

/* gpio init */
if (gpio_interrupt_init() != 0)
{
    return 1;
}
g_gpio_irq = mpu6500_fifo_irq_handler;

/* init */
addr = MPU6500_ADDRESS_AD0_LOW;
if (mpu6500_fifo_init(MPU6500_INTERFACE_IIC, addr) != 0)
{
    g_gpio_irq = NULL;
    (void)gpio_interrupt_deinit();

    return 1;
}

/* delay 100 ms */
mpu6500_interface_delay_ms(100);

...

times = 3;
for (i = 0; i < times; i++)
{
    len = 128;

    /* read */
    if (mpu6500_fifo_read(gs_accel_raw, gs_accel_g,
                          gs_gyro_raw, gs_gyro_dps, &len) != 0)
    {
        (void)mpu6500_fifo_deinit();
        g_gpio_irq = NULL;
        (void)gpio_interrupt_deinit();

        return 1;
    }
    
    ...
        
    /* output */
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: %d/%d.\n", i + 1, times);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: fifo %d.\n", len);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc x[0] is %0.2fg.\n", gs_accel_g[0][0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc y[0] is %0.2fg.\n", gs_accel_g[0][1]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc z[0] is %0.2fg.\n", gs_accel_g[0][2]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro x[0] is %0.2fdps.\n", gs_gyro_dps[0][0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro y[0] is %0.2fdps.\n", gs_gyro_dps[0][1]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro z[0] is %0.2fdps.\n", gs_gyro_dps[0][2]);
    
    ...
        
    /* delay 100 ms */
    mpu6500_interface_delay_ms(100);
    
    ...
}

...
    
/* deinit */
(void)mpu6500_fifo_deinit();
g_gpio_irq = NULL;
(void)gpio_interrupt_deinit();

return 0;

example dmp

#include "driver_mpu6500_dmp.h"

uint32_t i;
uint32_t times;
uint32_t cnt;
uint16_t len;
uint8_t (*g_gpio_irq)(void) = NULL;
static int16_t gs_accel_raw[128][3];
static float gs_accel_g[128][3];
static int16_t gs_gyro_raw[128][3];      
static float gs_gyro_dps[128][3];
static int32_t gs_quat[128][4];          
static float gs_pitch[128];              
static float gs_roll[128];                
static float gs_yaw[128];                      
mpu6500_address_t addr;

static void a_receive_callback(uint8_t type)
{
    switch (type)
    {
        case MPU6500_INTERRUPT_MOTION :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: irq motion.\n");
            
            break;
        }
        case MPU6500_INTERRUPT_FIFO_OVERFLOW :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: irq fifo overflow.\n");
            
            break;
        }
        case MPU6500_INTERRUPT_FSYNC_INT :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: irq fsync int.\n");
            
            break;
        }
        case MPU6500_INTERRUPT_DMP :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: irq dmp\n");
            
            break;
        }
        case MPU6500_INTERRUPT_DATA_READY :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: irq data ready\n");
            
            break;
        }
        default :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: irq unknown code.\n");
            
            break;
        }
    }
}

static void a_dmp_tap_callback(uint8_t count, uint8_t direction)
{
    switch (direction)
    {
        case MPU6500_DMP_TAP_X_UP :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: tap irq x up with %d.\n", count);
            
            break;
        }
        case MPU6500_DMP_TAP_X_DOWN :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: tap irq x down with %d.\n", count);
            
            break;
        }
        case MPU6500_DMP_TAP_Y_UP :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: tap irq y up with %d.\n", count);
            
            break;
        }
        case MPU6500_DMP_TAP_Y_DOWN :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: tap irq y down with %d.\n", count);
            
            break;
        }
        case MPU6500_DMP_TAP_Z_UP :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: tap irq z up with %d.\n", count);
            
            break;
        }
        case MPU6500_DMP_TAP_Z_DOWN :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: tap irq z down with %d.\n", count);
            
            break;
        }
        default :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: tap irq unknown code.\n");
            
            break;
        }
    }
}

static void a_dmp_orient_callback(uint8_t orientation)
{
    switch (orientation)
    {
        case MPU6500_DMP_ORIENT_PORTRAIT :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: orient irq portrait.\n");
            
            break;
        }
        case MPU6500_DMP_ORIENT_LANDSCAPE :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: orient irq landscape.\n");
            
            break;
        }
        case MPU6500_DMP_ORIENT_REVERSE_PORTRAIT :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: orient irq reverse portrait.\n");
            
            break;
        }
        case MPU6500_DMP_ORIENT_REVERSE_LANDSCAPE :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: orient irq reverse landscape.\n");
            
            break;
        }
        default :
        {
            mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: orient irq unknown code.\n");
            
            break;
        }
    }
}

/* init */
if (gpio_interrupt_init() != 0)
{
    return 1;
}
g_gpio_irq = mpu6500_dmp_irq_handler;

/* init */
addr = MPU6500_ADDRESS_AD0_LOW;
if (mpu6500_dmp_init(MPU6500_INTERFACE_IIC, addr, a_receive_callback, 
                     a_dmp_tap_callback, a_dmp_orient_callback) != 0)
{
    g_gpio_irq = NULL;
    (void)gpio_interrupt_deinit();

    return 1;
}

/* delay 500 ms */
mpu6500_interface_delay_ms(500);

...
    
times = 3;
for (i = 0; i < times; i++)
{
    len = 128;

    /* read */
    if (mpu6500_dmp_read_all(gs_accel_raw, gs_accel_g,
                             gs_gyro_raw, gs_gyro_dps, 
                             gs_quat,
                             gs_pitch, gs_roll, gs_yaw,
                             &len) != 0)
    {
        (void)mpu6500_dmp_deinit();
        g_gpio_irq = NULL;
        (void)gpio_interrupt_deinit();

        return 1;
    }

    /* output */
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: %d/%d.\n", i + 1, times);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: fifo %d.\n", len);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: pitch[0] is %0.2fdeg.\n", gs_pitch[0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: roll[0] is %0.2fdeg.\n", gs_roll[0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: yaw[0] is %0.2fdeg.\n", gs_yaw[0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc x[0] is %0.2fg.\n", gs_accel_g[0][0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc y[0] is %0.2fg.\n", gs_accel_g[0][1]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: acc z[0] is %0.2fg.\n", gs_accel_g[0][2]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro x[0] is %0.2fdps.\n", gs_gyro_dps[0][0]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro y[0] is %0.2fdps.\n", gs_gyro_dps[0][1]);
    mpu6500_interface_debug_print("mpu6500: gyro z[0] is %0.2fdps.\n", gs_gyro_dps[0][2]);

    /* delay 500 ms */
    mpu6500_interface_delay_ms(500);
    
    ....
        
    /* get the pedometer step count */
    res = mpu6500_dmp_get_pedometer_counter(&cnt);
    if (res != 0)
    {
        (void)mpu6500_dmp_deinit();
        g_gpio_irq = NULL;
        (void)gpio_interrupt_deinit();

        return 1;
    }
    
    ...
}

...

/* deinit */
(void)mpu6500_dmp_deinit();
g_gpio_irq = NULL;
(void)gpio_interrupt_deinit();

return 0;

文档

在线文档: https://www.libdriver.com/docs/mpu6500/index.html。

离线文档: /doc/html/index.html。

贡献

请参考CONTRIBUTING.md。

版权

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特此免费授予任何获得本软件副本和相关文档文件（下称“软件”）的人不受限制地处置该软件的权利，包括不受限制地使用、复制、修改、合并、发布、分发、转授许可和/或出售该软件副本，以及再授权被配发了本软件的人如上的权利，须在下列条件下：

本软件是“如此”提供的，没有任何形式的明示或暗示的保证，包括但不限于对适销性、特定用途的适用性和不侵权的保证。在任何情况下，作者或版权持有人都不对任何索赔、损害或其他责任负责，无论这些追责来自合同、侵权或其它行为中，还是产生于、源于或有关于本软件以及本软件的使用或其它处置。

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