一、介紹
?? MPU6050是世界上第一款也是唯一一款專為智能手機、平板電腦和可穿戴傳感器的低功耗、低成本和高性能要求而設計的6軸運動跟蹤設備。
?? 它集成了3軸MEMS陀螺儀，3軸MEMS加速度計，以及一個可擴展的數(shù)字運動處理器 DMP（ DigitalMotion Processor），可用I2C接口連接一個第三方的數(shù)字傳感器，比如磁力計。擴展之后就可以通過其 I2C或SPI接口輸出一個9軸的信號（ SPI接口僅在MPU-6000可用）。 MPU-60X0也可以通過其I2C接口連接非慣性的數(shù)字傳感器，比如壓力傳感器。
??其它I2C總線實驗可以查看前面的PCF8591相關實驗，如：
??樹莓派基礎實驗12：PCF8591模數(shù)轉換器實驗
二、組件
★Raspberry Pi主板*1
★樹莓派電源*1
★40P軟排線*1
★MPU6050陀螺儀加速度傳感器模塊*1
★面包板*1
★跳線若干
三、實驗原理
?? MPU6050的工作原理比較復雜，需要深度學習最好是學習官方手冊，本文只做簡單介紹。
?? 詳細資料可在官網(wǎng)下載最新的芯片手冊：
https://invensense.tdk.com/products/motion-tracking/6-axis/mpu-6050/
1.傳感器
?? ①陀螺儀傳感器：
?? 陀螺儀的原理就是，一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。人們根據(jù)這個道理，用它來保持方向。然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動將數(shù)據(jù)信號傳給控制系統(tǒng)。我們騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水平的力量。
??現(xiàn)代陀螺儀可以精確地確定運動物體的方位的儀器，它在現(xiàn)代航空，航海，航天和國防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導航儀器。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要部分有機械式的陀螺儀，而機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高。
??70年代提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設想，到八十年代以后，光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展，激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。光纖陀螺儀具有結構緊湊，靈敏度高，工作可靠。光纖陀螺儀在很多的領域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導航儀器中的關鍵部件。光纖陀螺儀同時發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺儀外。
??MPU-60X0由三個獨立的振動MEMS速率陀螺儀組成，可檢測旋轉角度X軸，Y軸和Z軸。 當陀螺儀圍繞任何感應軸旋轉時，科里奧利效應就會產(chǎn)生電容式傳感器檢測到的振動。 所得到的信號被放大，解調(diào)和濾波產(chǎn)生與角速度成比例的電壓。 該電壓使用單獨的片內(nèi)數(shù)字化16位模數(shù)轉換器（ADC）對每個軸進行采樣。 陀螺儀傳感器可以全面范圍的被數(shù)字編程為每秒±250，±500，±1000或±2000度（dps）。 ADC樣本速率可以從每秒8,000個采樣點編程到每秒3.9個采樣點，并且可由用戶選擇低通濾波器可實現(xiàn)廣泛的截止頻率。
??②加速度傳感器：
??加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。傳感器在加速過程中，通過對質(zhì)量塊所受慣性力的測量，利用牛頓第二定律獲得加速度值。根據(jù)傳感器敏感元件的不同，常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應變式、壓阻式、壓電式等。
??MPU-60X0的3軸加速度計為每個軸使用單獨的檢測質(zhì)量。 加速沿著一條特定軸在相應的檢測質(zhì)量上引起位移，并且電容式傳感器檢測到該位移位移有差別。 MPU-60X0的架構降低了加速度計的敏感度制造變化以及熱漂移。 當設備放置在平坦的表面上時，將進行測量在X和Y軸上為 0g，在Z軸上為+ 1g。 加速度計的比例因子在工廠進行校準并且在名義上與電源電壓無關。 每個傳感器都有一個專用的sigma-delta ADC來提供數(shù)字輸出。 數(shù)字輸出的滿量程范圍可以調(diào)整到±2g，±4g，±8g或±16g。
??其實說簡單點，在mpu6050中我們用陀螺儀傳感器測角度，用加速度傳感器測加速度。
?? MPU-60X0是全球首例9軸運動處理傳感器。它集成了3軸MEMS陀螺儀， 3軸MEMS 加速度計，以及一個可擴展的數(shù)字運動處理器 DMP（DigitalMotion Processor），可用 I2C 接口連接一個第三方的數(shù)字傳感器，比如磁力計。擴展之后就可以通過其 I2C 或 SPI 接口 輸出一個 9 軸的信號（SPI 接口僅在 MPU-6000 可用）。MPU-60X0 也可以通過其 I2C 接口連接非慣性的數(shù)字傳感器，比如壓力傳感器。
數(shù)字運動處理器（DMP）:
??嵌入式數(shù)字運動處理器（DMP）位于MPU-60X0內(nèi)部，可從主機處理器中卸載運動處理算法的運算。 DMP從加速度計，陀螺儀以及其他第三方傳感器（如磁力計）獲取數(shù)據(jù)，并處理數(shù)據(jù)。結果數(shù)據(jù)可以從DMP的寄存器中讀取，或者可以在FIFO中緩沖。 DMP可以訪問其中的一個MPU的外部引腳，可用于產(chǎn)生中斷。
??DMP的目的是卸載主機處理器的時序要求和處理能力。通常，運動處理算法應該以高速運行，通常在200Hz左右，以提供低延遲的精確結果。即使應用程序以更低的速率更新，這也是必需的。例如，一個低功率的用戶界面可能會以5Hz的速度更新，但運動處理仍然應該以200Hz運行。 DMP可以作為一種工具使用，以最大限度地降低功耗，簡化定時，簡化軟件架構，并在主機處理器上節(jié)省寶貴的MIPS，以便在應用中使用。
2.數(shù)據(jù)分析
（1）加速度計
??下圖標明了傳感器的參考坐標系（ XYZ組成右手系）以及 3個測量軸和旋轉方向。旋轉的正向可用右手螺旋定則判斷：
三軸加速度計：
ACCEL_XOUT 16位二進制補碼值。存儲最近的X軸加速計測量值。
ACCEL_YOUT 16位二進制補碼值。存儲最近的Y軸加速度計測量值。
ACCEL_ZOUT 16位二進制補碼值。存儲最近的Z軸加速計測量值。
??三個加速度分量均以重力加速度 g 的倍數(shù)為單位，能夠表示的加速度范圍，即倍率可以統(tǒng)一設定，有4個可選倍率：±2g、±4g、±8g、±16g。初始化MPU6050設置加速度計輸出的滿量程范圍為± 2g，加速度計每個 LSB 的靈敏度應為 16384 LSB/g。
滿量程范圍± 2g和靈敏度16384 LSB/g有啥關系?
??上面說了這三個加速度分量是16位的二進制補碼值，且是有符號的。故而其輸出范圍 -32768~32767。((2^16)/2)
??32767/2 = 16384 即加速度計的靈敏度。
那這個靈敏度又有啥用呢？我們拿一組數(shù)據(jù)來舉個例子：
??A X: 03702 Y: 12456 Z: 06268 G X:-00023 Y:-00059 Z: 00005
??加速度計 X 軸獲取原始數(shù)據(jù)位 03702，那么它對應的加速度數(shù)據(jù)是：03702/16384 = 0.23g.
??g為加速度的單位，重力加速度定義為1g, 等于9.8米每平方秒。
??具體的加速度公式：加速度數(shù)據(jù) = 加速度軸原始數(shù)據(jù) / 加速度靈敏度
??或者：加速度數(shù)據(jù) = （加速度軸原始數(shù)據(jù) / 32767） X 可選倍率（即±2g、±4g、±8g、±16g）
（2）陀螺儀
三軸陀螺儀：
GYRO_XOUT 16位二進制補碼值。存儲最新的X軸陀螺儀測量。
GYRO_YOUT 16位二進制補碼值。存儲最新的Y軸陀螺儀測量結果。
GYRO_ZOUT 16位二進制補碼值。存儲最新的Z軸陀螺儀測量結果。
??三個角速度分量均以“度/秒”為單位，能夠表示的角速度范圍，即倍率可統(tǒng)一設定，有4個可選倍率：±250°/s， ±500°/s， ±1000°/s， ±2000°/s。初始化MPU6050設置陀螺儀輸出滿量程范圍為 ± 2000 °/s，陀螺儀每個 LSB 的靈敏度為 16.4 LSB/°/s。
滿量程范圍± 2000 °/s和靈敏度16.4 LSB/°/s有啥關系?
??上面說了這三個陀螺儀分量是16位的二進制補碼值，且是有符號的。故而其輸出范圍 -32768~32767。((2^16)/2)
??32767/2000 = 16.4 即陀螺儀的靈敏度。
那這個靈敏度又有啥用呢？我們用一組數(shù)據(jù)來舉個例子：
??A X: 03702 Y: 12456 Z: 06268 G X:-00023 Y:-00059 Z: 00005
??陀螺儀 X 軸獲取原始數(shù)據(jù)位 -00023，那么它對應的陀螺儀數(shù)據(jù)是：-00023/16.4 = -1.4°/s
??請注意，負號表示設備的旋轉方向與傳統(tǒng)的正方向相反。
??具體的陀螺儀公式：陀螺儀數(shù)據(jù) = 陀螺儀軸原始數(shù)據(jù)/陀螺儀靈敏度
??或者：陀螺儀數(shù)據(jù) = （陀螺儀軸原始數(shù)據(jù) / 32767） X 可選倍率（即±250°/s， ±500°/s， ±1000°/s， ±2000°/s）
??MPU6050 是一款姿態(tài)傳感器，使用它就是為了得到待測物體（如四軸、平衡小車） x、y、z 軸的傾角（俯仰角 Pitch、滾轉角 Roll、偏航角 Yaw） 。我們通過 I2C 讀取到 MPU6050 的六個數(shù)據(jù)（三軸加速度 AD 值、三軸角速度 AD 值）經(jīng)過姿態(tài)融合后就可以得到 Pitch、Roll、Yaw 角。
??更多姿態(tài)融合等資料，可以參考MPU6050開發(fā)的帖子：
https://blog.csdn.net/qq_29350001/category_7303760.html
3.MPU6050寄存器
??這里說明幾個重要的寄存器，詳情查閱官方文檔。
（1）寄存器25 - 采樣速率分頻器（SMPRT_DIV）
參數(shù)：
??SMPLRT_DIV 為8位無符號值。 采樣率是通過將陀螺儀輸出速率除以該值來確定的。
描述：
??該寄存器指定用于產(chǎn)生MPU-60X0采樣率的陀螺儀輸出速率的分頻器。傳感器寄存器輸出，F(xiàn)IFO輸出和DMP采樣都基于采樣率。采樣率是通過將陀螺儀輸出速率除以 SMPLRT_DIV 產(chǎn)生的：
采樣率=陀螺儀輸出速率/（1 + SMPLRT_DIV）
當DLPF禁用（DLPF_CFG = 0或7）時，陀螺儀輸出速率= 8kHz，當DLPF使能時（見寄存器26）為1kHz。
??注意：加速度計輸出速率是1kHz。 這意味著對于大于1kHz的采樣率，同一個加速度計采樣可能會不止一次輸出到FIFO，DMP和傳感器寄存器。
（2）寄存器26 - 配置（CONFIG）
注：位7和位6保留
參數(shù)：
??EXT_SYNC_SET3位無符號值。 配置FSYNC引腳采樣。
??DLPF_CFG3位無符號值。 配置DLPF設置
描述：
??該寄存器為陀螺儀和加速度計配置外部幀同步（FSYNC）引腳采樣和數(shù)字低通濾波器（DLPF）設置。
??連接到FSYNC引腳的外部信號可以通過配置 EXT_SYNC_SET 進行采樣。
??FSYNC 引腳的信號變化被鎖存，以便捕獲短閃光燈。 鎖存的FSYNC信號將按照寄存器 25 中定義的采樣速率進行采樣。采樣后，鎖存器將復位為當前的 FSYNC 信號狀態(tài)。
??根據(jù)下表，取樣值將被報告在由 EXT_SYNC_SET 的值確定的傳感器數(shù)據(jù)寄存器中的最低有效位的位置。
??DLPF由 DLPF_CFG 配置，加速度計和陀螺儀根據(jù) DLPF_CFG 的值進行過濾，如下表所示。
（3）寄存器27 - 陀螺儀配置（GYRO_CONFIG）
注：位2到位0被保留。
參數(shù)：
??XG_ST設置此位將導致X軸陀螺儀執(zhí)行自檢。
??YG_ST設置此位將使Y軸陀螺儀執(zhí)行自檢。
??ZG_ST 設置該位使Z軸陀螺儀執(zhí)行自檢。
??FS_SEL 2位無符號值。 選擇陀螺儀的全量程范圍。
描述：
??該寄存器用于觸發(fā)陀螺儀自檢并配置陀螺儀的滿量程范圍。
??陀螺儀自檢允許用戶測試機械和電氣部分陀螺儀。每個陀螺儀軸的自檢可通過控制該寄存器的XG_ST，YG_ST和ZG_ST位來激活。每個軸的自檢可以獨立進行，也可以同時進行。
??當自檢被激活時，車載電子裝置將啟動適當?shù)膫鞲衅鳌＿@種驅動將使傳感器的檢測質(zhì)量移動一段相當于預先確定的科里奧利力的距離。這種檢測質(zhì)量位移導致傳感器輸出發(fā)生變化，這反映在輸出信號中。輸出信號用于觀察自檢響應。
自檢響應定義如下：
??自檢響應=啟用自檢的傳感器輸出 - 未啟用自檢的傳感器輸出
??每個陀螺儀軸的自檢限制在MPU-6000 / MPU-6050產(chǎn)品規(guī)格文件。當自檢的價值響應在產(chǎn)品規(guī)格的最小/最大范圍內(nèi)，零件已通過自??檢。當自檢響應超過文檔中指定的最小/最大值時，該部分被認為是自檢失敗。
??FS_SEL根據(jù)下表選擇陀螺儀輸出的滿量程范圍。
（4）寄存器28 - 加速度計配置（ACCEL_CONFIG）
參數(shù)：
??XA_ST 當設置為1時，X軸加速度計執(zhí)行自檢。
??YA_ST當設置為1時，Y軸加速度計執(zhí)行自檢。
??ZA_ST設置為1時，Z軸加速計執(zhí)行自檢。
??AFS_SEL 2位無符號值。 選擇加速度計的全量程范圍。
描述：
??該寄存器用于觸發(fā)加速度計自檢并配置加速度計滿量程范圍。該寄存器還配置數(shù)字高通濾波器（DHPF）。
??加速度計自檢允許用戶測試加速度計的機械和電子部分。每個加速度計軸的自檢可通過控制該寄存器的XA_ST，YA_ST和ZA_ST位來激活。每個軸的自檢可以獨立進行，也可以同時進行。
??當自檢被激活時，車載電子裝置將啟動適當?shù)膫鞲衅鳌＿@種致動模擬外力。被驅動的傳感器又將產(chǎn)生相應的輸出信號。輸出信號用于觀察自檢響應。
自測響應定義如下：
??自檢響應=啟用自檢的傳感器輸出 - 未啟用自檢的傳感器輸出
??MPU-6000 / MPU-6050產(chǎn)品規(guī)格文檔的電氣特性表中提供了每個加速度計軸的自檢限制。當自檢響應值在產(chǎn)品規(guī)格的最小/最大范圍內(nèi)時，該部件已通過自??檢。當自測響應超過文檔中指定的最小/最大值時，該部分被認為是自檢失敗。
??AFS_SEL 根據(jù)下表選擇加速度計輸出的滿量程范圍。
（5）寄存器59到64 - 加速度計測量
參數(shù)：
??ACCEL_XOUT 16位二進制補碼值。存儲最近的X軸加速計測量值。
??ACCEL_YOUT 16位二進制補碼值。存儲最近的Y軸加速度計測量值。
??ACCEL_ZOUT 16位二進制補碼值。存儲最近的Z軸加速計測量值。
描述：
??這些寄存器存儲最新的加速度計測量結果。
??按照 寄存器25 中定義的采樣率將加速度計測量值寫入這些寄存器。
??加速度計測量寄存器以及溫度測量寄存器，陀螺儀測量寄存器和外部傳感器數(shù)據(jù)寄存器由兩組寄存器組成：內(nèi)部寄存器組和面向用戶的讀取寄存器組。
??加速度計傳感器內(nèi)部寄存器組內(nèi)的數(shù)據(jù)總是以采樣率更新。同時，只要串行接口空閑，面向用戶的讀取寄存器組就會復制內(nèi)部寄存器組的數(shù)據(jù)值。這保證了傳感器寄存器的突發(fā)讀取將從相同的采樣時刻讀取測量結果。請注意，如果不使用突發(fā)讀取，則用戶負責通過檢查數(shù)據(jù)就緒中斷來確保一組單個字節(jié)的讀取對應于單個采樣時刻。
??每個16位加速度計的測量結果都在 ACCEL_FS（寄存器28）中定義了一個滿量程。對于每個滿量程設置，ACCEL_xOUT 中的每個 LSB 的加速度計靈敏度如下表所示。
（6）寄存器65和66 - 溫度測量（TEMP_OUT_H和TEMP_OUT_L）
參數(shù)：
??TEMP_OUT 16位有符號值。存儲最近的溫度傳感器測量值。
描述：
??這些寄存器存儲最新的溫度傳感器測量值。
??溫度測量值按照 寄存器25 中定義的采樣率寫入這些寄存器。
??這些溫度測量寄存器以及加速度計測量寄存器，陀螺儀測量寄存器和外部傳感器數(shù)據(jù)寄存器由兩組寄存器組成：內(nèi)部寄存器組和面向用戶的讀取寄存器組。
??溫度傳感器內(nèi)部寄存器組內(nèi)的數(shù)據(jù)始終以采樣率進行更新。
??同時，只要串行接口空閑，面向用戶的讀取寄存器組就會復制內(nèi)部寄存器組的數(shù)據(jù)值。這保證了傳感器寄存器的突發(fā)讀取將從相同的采樣時刻讀取測量結果。請注意，如果不使用突發(fā)讀取，則用戶負責通過檢查數(shù)據(jù)就緒中斷來確保一組單個字節(jié)的讀取對應于單個采樣時刻。
??電氣規(guī)格表（MPU-6000 / MPU-6050產(chǎn)品規(guī)格文檔第6.4節(jié)）中提供了溫度傳感器的比例因子和偏移量。
??對于給定的寄存器值，溫度（攝氏度）可以被計算為：
以℃為單位的溫度=（TEMP_OUT寄存器值作為有符號數(shù)量）/ 340 + 36.53
??請注意，上述公式中的數(shù)學是十進制的。
（7）寄存器67至72 - 陀螺儀測量
參數(shù)：
??GYRO_XOUT 16位二進制補碼值。存儲最新的X軸陀螺儀測量。
??GYRO_YOUT 16位二進制補碼值。存儲最新的Y軸陀螺儀測量結果。
??GYRO_ZOUT16位二進制補碼值。存儲最新的Z軸陀螺儀測量結果。
描述：
??這些寄存器存儲最近的陀螺儀測量結果。
??陀螺儀測量值按寄存器25中定義的采樣率寫入這些寄存器。
這些陀螺儀測量寄存器以及加速度計測量寄存器，溫度測量寄存器和外部傳感器數(shù)據(jù)寄存器由兩組寄存器組成：內(nèi)部寄存器組和面向用戶的讀取寄存器組。
??陀螺儀傳感器內(nèi)部寄存器組內(nèi)的數(shù)據(jù)總是以采樣率更新。
??同時，只要串行接口空閑，面向用戶的讀取寄存器組就會復制內(nèi)部寄存器組的數(shù)據(jù)值。這保證了傳感器寄存器的突發(fā)讀取將從相同的采樣時刻讀取測量結果。請注意，如果不使用突發(fā)讀取，則用戶負責通過檢查數(shù)據(jù)就緒中斷來確保一組單個字節(jié)的讀取對應于單個采樣時刻。
??每個16位陀螺儀測量具有在 FS_SEL（寄存器27）中定義的滿量程。對于每個滿量程設置，GYRO_xOUT中陀螺儀每個LSB的靈敏度如下表所示：
（8）寄存器107 - 電源管理1 （PWR_MGMT_1）
注：位4保留。
參數(shù)：
??DEVICE_RESET設置為1時，該位將所有內(nèi)部寄存器復位為默認值。一旦復位完成，該位自動清零。每個寄存器的默認值可以在第3節(jié)找到。
??SLEEP當該位置1時，該位將MPU-60X0置于睡眠模式。
??CYCLE當該位設置為1且SLEEP被禁止時，MPU-60X0將循環(huán)。在睡眠模式和喚醒之間以LP_WAKE_CTRL（寄存器108）確定的速率從活動傳感器獲取單個樣本數(shù)據(jù)。
??TEMP_DIS設置為1時，該位禁用溫度傳感器。
??CLKSEL 3位無符號值。 指定設備的時鐘源。
描述：
??該寄存器允許用戶配置電源模式和時鐘源。它還提供了一些重置整個設備，以及一些禁用溫度傳感器。
??通過將 SLEEP 設置為1，MPU-60X0 可以進入低功耗睡眠模式。當 CYCLE 設置為1而睡眠模式被禁用時，MPU-60X0 將進入循環(huán)模式。在周期模式下，器件在休眠模式和喚醒之間循環(huán)，以由 LP_WAKE_CTRL（寄存器108）確定的速率從加速計獲取單個采樣。要配置喚醒頻率，請使用 電源管理2寄存器（寄存器108）內(nèi)的 LP_WAKE_CTRL。
??MPU-60X0 時鐘源可選擇內(nèi)部 8MHz 振蕩器，基于陀螺儀的時鐘或外部時鐘源。當選擇內(nèi)部 8MHz 振蕩器或外部時鐘源作為時鐘源時，MPU-60X0 可以在陀螺儀禁用的低功耗模式下工作。
??上電時，MPU-60X0 時鐘源默認為內(nèi)部振蕩器。但是，強烈建議將器件配置為使用其中一個陀螺儀（或外部時鐘源）作為時鐘參考，以提高穩(wěn)定性。時鐘源可以按照下表進行選擇。
（9）寄存器117 - 我是誰（WHO_AM_I）
注：位0和7保留。 （硬編碼為0）
參數(shù)：
??WHO_AM_I包含MPU-60X0的6位I2C地址。
??位6：位1的上電復位值為110 100。
描述：
??**該寄存器用于驗證設備的身份。 **WHO_AM_I的內(nèi)容是MPU-60X0的7位I2C地址的高6位。 MPU-60X0的I2C地址的最低有效位由AD0引腳的值決定。 該寄存器不反映AD0引腳的值。
??該寄存器的默認值是0x68。
四、實驗步驟
??第1步：連接電路。
| 樹莓派 | T型轉接板 | BMP180氣壓傳感器 |
|---|---|---|
| SCL | SCL | SCL |
| SDA | SDA | SDA |
| 5V | 5V | VCC |
| GND | GND | GND |
??第2步：PCF8591模塊采用的是I2C（IIC）總線進行通信的，但是在樹莓派的鏡像中默認是關閉的，在使用該傳感器的時候，我們必須首先允許IIC總線通信。
??第3步：查詢MPU6050的地址。得出地址為0x68。
pi@raspberrypi:~ $ sudo i2cdetect -y 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
??第4步：編寫控制程序。使用Python 2編寫的程序比C++簡潔許多，smbus函數(shù)請在之前的I2C文章中查閱。
??樹莓派基礎實驗12：PCF8591模數(shù)轉換器實驗
??實驗結果示例：
gyro_xout : -546 scaled: -5
gyro_yout : -26 scaled: -1
gyro_zout : 82 scaled: 0
accel_xout: 1132 scaled: 0.069091796875
accel_yout: 3912 scaled: 0.23876953125
accel_zout: 14324 scaled: 0.874267578125
x rotation: 15.2301539313
y rotation: -4.35957842715
??控制程序：
#!/usr/bin/python
import smbus
import math
import time
# 電源管理寄存器地址
power_mgmt_1 = 0x6b
power_mgmt_2 = 0x6c
def read_byte(adr):
return bus.read_byte_data(address, adr)
def read_word(adr):
high = bus.read_byte_data(address, adr)
low = bus.read_byte_data(address, adr+1)
val = (high << 8) + low
return val
def read_word_2c(adr):
val = read_word(adr)
if (val >= 0x8000):
return -((65535 - val) + 1)
else:
return val
def dist(a,b):
return math.sqrt((a*a)+(b*b))
#math.sqrt(x) 方法返回數(shù)字x的平方根。
def get_y_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(x, dist(y,z))
#math.atan2(y, x) 返回給定的 X 及 Y 坐標值的反正切值。
return -math.degrees(radians)
#math.degrees(x) 將弧度x轉換為角度。
def get_x_rotation(x,y,z):
radians = math.atan2(y, dist(x,z))
return math.degrees(radians)
bus = smbus.SMBus(1) # or bus = smbus.SMBus(1) for Revision 2 boards
address = 0x68 # This is the address value read via the i2cdetect command
# Now wake the 6050 up as it starts in sleep mode
bus.write_byte_data(address, power_mgmt_1, 0)
while True:
time.sleep(0.1)
gyro_xout = read_word_2c(0x43)
gyro_yout = read_word_2c(0x45)
gyro_zout = read_word_2c(0x47)
print ' '
print "gyro_xout : ", gyro_xout, " scaled: ", (gyro_xout / 131) #倍率：±250°/s
print "gyro_yout : ", gyro_yout, " scaled: ", (gyro_yout / 131)
print "gyro_zout : ", gyro_zout, " scaled: ", (gyro_zout / 131)
accel_xout = read_word_2c(0x3b)
accel_yout = read_word_2c(0x3d)
accel_zout = read_word_2c(0x3f)
accel_xout_scaled = accel_xout / 16384.0 #倍率：±2g
accel_yout_scaled = accel_yout / 16384.0
accel_zout_scaled = accel_zout / 16384.0
print "accel_xout: ", accel_xout, " scaled: ", accel_xout_scaled
print "accel_yout: ", accel_yout, " scaled: ", accel_yout_scaled
print "accel_zout: ", accel_zout, " scaled: ", accel_zout_scaled
print "x rotation: " , get_x_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled)
print "y rotation: " , get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled)
time.sleep(0.5)
