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STM32入门教程-2023版 细…前言
本篇文章属于stm32单片机以下简称单片机的学习笔记来源于B站教学视频。下面是这位up主的视频链接。本文为个人学习笔记只能做参考细节方面建议观看视频肯定受益匪浅。
STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕_哔哩哔哩_bilibili
一、I2C通信 通信协议要在硬件和软件上都有规定
1. 硬件电路规定
SCL时钟线无论在什么时刻都是由主机控制从机没有控制权利
SDA数据线只有在从机发送数据和从机应答的时候从机才短暂地拥有控制权
注意SCL和SDA均要配置成开漏输出模式
采取强下拉和弱上拉的模式根据杆子比喻来理解弹簧吊着杆子低电平往下拉杆子变为低电平高电平放手弹簧将其拉至高电平这里电路中电阻R起的就是弹簧的作用将引脚进行弱上拉
补充 推挽输出既可以输出高电平也可以输出低电平
开漏输出可以输出低电平和高阻态想要输出高电平可以外接上拉电阻 上拉输入没有外部输入的时候默认输入为高电平
下拉输入没有外部输入的时候默认输入为低电平
浮空输入没有外部输入的时候单片机读取到的值处于不确定状态即浮动一会儿1一会儿0
只有输入了一个高/低电平才会确定下来。因此容易受到外部干扰
2.软件规定
I2C时序基本单元 注意是高位先行 发送应答和接收应答 3.I2C时序 上电时寄存器指针默认指向0地址当对寄存器内的数据进行读操作或写操作时指针移动到这个位置并自增1注意要将数据写入后或读出后才自增只说明要进行读操作或写操作是不自增的指向下一个地址由于该时序不能读指定地址内的数据因此不常用下面这个更常用 该时序是一个复合时序先进行指定地址写再进行当前地址读原理是执行指定地址写时地址就会指向该地址又因为还没有写入数据因此指针还没有自增还是指向这个地址再采取当前地址读的操作时就会读出这个地址内的数据
常用的是第一个指定地址写时序和第三个指定地址读时序
如果要在寄存器的连续地址写入数据第一个时序执行完后再重复时序后面发送数据的内容即可
如果要在寄存器的连续地址读出数据第三个时序执行完后主机应答为0从机继续发送数据不要从机继续发送数据时主机应答为1即可然后停止
二、MPU6050
1.简介 6轴是3轴加速度、3轴角速度
9轴是3轴加速度、3轴角速度、3轴磁场强度
10轴是3轴加速度、3轴角速度、3轴磁场强度、1轴气压强度
2.参数 3.硬件电路 4.框图 自测响应自测使能时的数据-自测失能时的数据
自测响应在一定范围内说明芯片正常
三、软件I2C读写MPU6050
1.I2C
1封装SCL、SDA操作函数
#include stm32f10x.h // Device header
#include Delay.hvoid MyI2C_W_SCL(uint8_t BitValue)
{GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_10, (BitAction)BitValue);Delay_us(10);
}void MyI2C_W_SDA(uint8_t BitValue)
{GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_11, (BitAction)BitValue);Delay_us(10);
}uint8_t MyI2C_R_SDA(void)
{uint8_t BitValue;BitValue GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11);Delay_us(10);return BitValue;
}
2I2C时序单元
void MyI2C_Start(void)
{MyI2C_W_SDA(1);MyI2C_W_SCL(1); MyI2C_W_SDA(0);MyI2C_W_SCL(0);
}开始时序
先拉高SDA是为了防止如果拉高前SDA是低电平先拉高SCL那么就会误读为停止时序 void MyI2C_Stop(void)
{MyI2C_W_SDA(0);MyI2C_W_SCL(1); MyI2C_W_SDA(1);
} 结束时序 void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte)
{uint8_t i;for (i 0;i 8;i){MyI2C_W_SDA(Byte (0x80 i));MyI2C_W_SCL(1);MyI2C_W_SCL(0);}
}
发送一个字节 uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void)
{uint8_t Byte 0;uint8_t i;MyI2C_W_SDA(1);for (i 0;i 8;i){MyI2C_W_SCL(1);if (MyI2C_R_SDA() 1){Byte | (0x80 i);}MyI2C_W_SCL(0);} return Byte;
}
接收一个字节 void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit)
{MyI2C_W_SDA(AckBit);MyI2C_W_SCL(1);MyI2C_W_SCL(0);
}
发送应答 uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void)
{uint8_t AckBit;MyI2C_W_SDA(1);MyI2C_W_SCL(1);AckBit MyI2C_R_SDA();MyI2C_W_SCL(0);return AckBit;
}接收应答 2.MPU6050
1寄存器地址MPU6050_Reg.h
#ifndef __MPU6050_REG_H
#define __MPU6050_REG_H#define MPU6050_SMPLRT_DIV 0x19
#define MPU6050_CONFIG 0x1A
#define MPU6050_GYRO_CONFIG 0x1B
#define MPU6050_ACCEL_CONFIG 0x1C#define MPU6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define MPU6050_ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define MPU6050_ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define MPU6050_ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define MPU6050_ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define MPU6050_ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define MPU6050_TEMP_OUT_H 0x41
#define MPU6050_TEMP_OUT_L 0x42
#define MPU6050_GYRO_XOUT_H 0x43
#define MPU6050_GYRO_XOUT_L 0x44
#define MPU6050_GYRO_YOUT_H 0x45
#define MPU6050_GYRO_YOUT_L 0x46
#define MPU6050_GYRO_ZOUT_H 0x47
#define MPU6050_GYRO_ZOUT_L 0x48#define MPU6050_PWR_MGMT_1 0x6B
#define MPU6050_PWR_MGMT_2 0x6C
#define MPU6050_WHO_AM_I 0x75#endif2MPU6050.c
#include stm32f10x.h // Device header
#include MyI2C.h
#include MPU6050_Reg.h#define MPU6060_ADDRESS 0xD0void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress,uint8_t Data)
{MyI2C_Start();MyI2C_SendByte(MPU6060_ADDRESS);MyI2C_ReceiveAck();MyI2C_SendByte(RegAddress);MyI2C_ReceiveAck();MyI2C_SendByte(Data);MyI2C_ReceiveAck();MyI2C_Stop();
}uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{uint8_t Byte;MyI2C_Start();MyI2C_SendByte(MPU6060_ADDRESS);MyI2C_ReceiveAck();MyI2C_SendByte(RegAddress);MyI2C_ReceiveAck();MyI2C_Start();MyI2C_SendByte(MPU6060_ADDRESS | 0x01);MyI2C_ReceiveAck();Byte MyI2C_ReceiveByte();MyI2C_SendAck(1);MyI2C_Stop();return Byte;
}void MPU6050_Init(void)
{MyI2C_Init();MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_1, 0x01);MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_2, 0x00);MPU6050_WriteReg(MPU6050_SMPLRT_DIV, 0x09);MPU6050_WriteReg(MPU6050_CONFIG, 0x06);MPU6050_WriteReg(MPU6050_GYRO_CONFIG, 0x18);MPU6050_WriteReg(MPU6050_ACCEL_CONFIG, 0x18);
}uint8_t MPU6050_GetID(void)
{return MPU6050_ReadReg(MPU6050_WHO_AM_I);
}void MPU6050_GetData(int16_t *AccX, int16_t *AccY, int16_t *AccZ,int16_t *GyroX, int16_t *GyroY, int16_t *GyroZ)
{uint8_t DataH, DataL;DataH MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_H);DataL MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_L);*AccX (DataH 8) | DataL;DataH MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_H);DataL MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_L);*AccY (DataH 8) | DataL;DataH MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_H);DataL MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_L);*AccZ (DataH 8) | DataL;DataH MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_H);DataL MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_L);*GyroX (DataH 8) | DataL;DataH MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_H);DataL MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_L);*GyroY (DataH 8) | DataL;DataH MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_H);DataL MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_L);*GyroZ (DataH 8) | DataL;
}初始化先配置MPU6050的寄存器获取数据就读取MPU6050的寄存器即可
四、硬件读写MPU6050
1.I2C通信外设 软件I2C较为灵活硬件I2C性能较好
I2C框图 I2C基本结构 主机发送 主机接收 2.代码部分
配置I2C外设调用I2C库函数发送数据即可
void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress,uint8_t Data)
{I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6060_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);I2C_SendData(I2C2, RegAddress);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING);I2C_SendData(I2C2, Data);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
}uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t RegAddress)
{uint8_t Byte;I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6060_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED);I2C_SendData(I2C2, RegAddress);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED);I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT);I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6060_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED);I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, DISABLE);I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);MPU6050_WaitEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED);Byte I2C_ReceiveData(I2C2);I2C_AcknowledgeConfig(I2C2, ENABLE);return Byte;
}void MPU6050_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, GPIO_InitStructure);I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;I2C_InitStructure.I2C_Mode I2C_Mode_I2C;I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed 50000;I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle I2C_DutyCycle_2; I2C_InitStructure.I2C_Ack I2C_Ack_Enable;I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress I2C_AcknowledgedAddress_7bit;I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 0x00;I2C_Init(I2C2, I2C_InitStructure);I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_1, 0x01);MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_2, 0x00);MPU6050_WriteReg(MPU6050_SMPLRT_DIV, 0x09);MPU6050_WriteReg(MPU6050_CONFIG, 0x06);MPU6050_WriteReg(MPU6050_GYRO_CONFIG, 0x18);MPU6050_WriteReg(MPU6050_ACCEL_CONFIG, 0x18);
} 其它未展示部分与软件I2C部分相同
其中用到一个超时退出机制防止等待标志位而标志位迟迟不出现导致程序卡死
void MPU6050_WaitEvent(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_EVENT)
{uint32_t TimeOut;TimeOut 100000;while(I2C_CheckEvent(I2Cx, I2C_EVENT) ! SUCCESS){TimeOut --;if (TimeOut 0){break;}}
}
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