MPU6050
Motion Processing Unit 运动处理单元
6轴姿态传感器，可以测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数，通过数据融合的互补滤波，可进一步得到较为精确且稳定的姿态角
常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景
- 3轴加速度计（Accelerometer）：测量X、Y、Z轴的加速度
具有静态稳定性，不适合动态求角度 - 3轴陀螺仪传感器（Gyroscope）：测量X、Y、Z轴的角速度
具有动态稳定性，当物体静止时，角速度会因为噪声而无法完全归零，随时间的积累使得计算出的角度产生缓慢的偏移
参数
16 位ADC 采集传感器的模拟信号量化范围：
加速度计满量程选择：
陀螺仪满量程选择：
可配置的数字低通滤波器
可配置的时钟源和采样分频
I2C 从机地址：
- 1101000（AD0=0）
- 1101001（AD0=1）
1101000 使用十六进制写为 0x68
则在 I2C 通信中，对此设备进行读写的第一个字节为：
(0x68<<1)|0 --> 0xD0
(0x68<<1)|1 --> 0xD1 或 0xD0|1
先左移 1 位，再或上 0 或 1 来设置读还是写
所以 MPU6050 的从机地址可以认为是 0x68 也可以是 0xD0（融合读写位）
硬件电路
| 引脚 | 功能 |
|---|---|
| VCC、GND | 电源 |
| SCL、SDA | I2C通信引脚 |
| XCL、XDA | 主机I2C通信引脚 |
| AD0 | 从机地址最低位，可以改变作为从机时的 I2C 地址 |
| INT | 中断信号输出，可以用来配置芯片内部的事件来出发中断引脚输出 |
XCL、XDA 可以用来扩展姿态传感器用于外接磁力计或者气压计来扩展为 9 轴、10 轴的传感器。当接入时，MPU6050 的主机接口可以直接访问扩展芯片的数据，内置 DMP 单元进行数据融合和姿态解算
还内置实用小功能：自由落体检测、运动检测、零运动检测等
结构框图
- ADC 自动转换，数据统一放到数据寄存器中
- 内置自测单元，启动自测后，芯片内部模拟外力。先使能自测读取数据，再失能自测读取数据，两个数据相减得到自测响应，与自测范围比较，判断是否可以正常工作
- 电荷泵升压电路给陀螺仪传感器供电
- 自带 DMP 进行姿态解算
- 接口旁路选择器，拨到上面，辅助 I2C 引脚和正常 I2C 引脚连接在一起，两路总线合并，主机控制全部交给 STM32 ；拨到下面，辅助 I2C 引脚由 MPU6050 控制，正常 I2C 引脚由 STM32 控制
寄存器
| 寄存器名称 | 意义 | ||
|---|---|---|---|
| SMPLRT_DIV | 采样频率分频器 | 设置分频系数，分频越小，内部 A/D 转换越快 | |
| CONFIG | 配置寄存器 | 配置外部同步、低通滤波器 低通滤波器数字越大，输出数据越平滑 |
|
| GYRO_CONFIG | 陀螺仪配置寄存器 | X/Y/Z 自测使能位、满量程选择位 | |
| ACCEL_CONFIG | 加速度计配置寄存器 | X/Y/Z 自测使能位、满量程选择位、配置高通滤波器 | |
| ACCEL_XOUT_H | 加速度数据 | ||
| ACCEL_XOUT_L | |||
| ACCEL_YOUT_H | |||
| ACCEL_YOUT_L | |||
| ACCEL_ZOUT_H | |||
| ACCEL_ZOUT_L | |||
| TEMP_OUT_H | 温度数据 | ||
| TEMP_OUT_L | |||
| GYRO_XOUT_H | 陀螺仪数据 | ||
| GYRO_XOUT_L | |||
| GYRO_YOUT_H | |||
| GYRO_YOUT_L | |||
| GYRO_ZOUT_H | |||
| GYRO_ZOUT_L | |||
| PWR_MGMT_1 | 电源管理寄存器 1 | ||
| PWR_MGMT_2 | 电源管理寄存器 2 | ||
| WHO_AM_I | 器件 ID 号 |
_L 表示低 8 位
_H 表示高 8 位