51单片机+MPU6050陀螺仪+LCD1602显示程序

风吹过后 · 发表于 2022-8-17 09:35

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最近在机器人调试过程中，需要用到陀螺仪，用51单片机通过调试能够测量到陀螺仪的数据并在LCD1602上显示，但根据测量数据进行控制机器人还需要进一步调试。测量数据的读取关键在于IIC总线和获取数据的寄存器地址不要搞错
#include <REG52.H>
#include <math.h> //Keil library
#include <stdio.h> //Keil library
#include <INTRINS.H>
typedef unsigned char  uchar;
typedef unsigned short ushort;
typedef unsigned int uint;
//****************************************
// 定义51单片机端口
//****************************************
#define DataPort P0                   //LCD1602数据端口
sbit SCL=P1^0;                      //IIC时钟引脚定义
sbit SDA=P1^1;                      //IIC数据引脚定义
sbit LCM_RS=P2^0;             //LCD1602命令端口
sbit LCM_RW=P2^1;             //LCD1602命令端口
sbit LCM_EN=P2^2;             //LCD1602命令端口
//****************************************
// 定义MPU6050内部地址
//****************************************
#define       SMPLRT_DIV             0x19       //陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz)
#define       CONFIG                      0x1A       //低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz)
#define       GYRO_CONFIG             0x1B       //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
#define       ACCEL_CONFIG       0x1C       //加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01(不自检，2G，5Hz)
#define       ACCEL_XOUT_H       0x3B
#define       ACCEL_XOUT_L       0x3C
#define       ACCEL_YOUT_H       0x3D
#define       ACCEL_YOUT_L       0x3E
#define       ACCEL_ZOUT_H       0x3F
#define       ACCEL_ZOUT_L       0x40
#define       TEMP_OUT_H             0x41
#define       TEMP_OUT_L             0x42
#define       GYRO_XOUT_H             0x43
#define       GYRO_XOUT_L             0x44
#define       GYRO_YOUT_H             0x45
#define       GYRO_YOUT_L             0x46
#define       GYRO_ZOUT_H             0x47
#define       GYRO_ZOUT_L             0x48
#define       PWR_MGMT_1             0x6B       //电源管理，典型值：0x00(正常启用)
#define       WHO_AM_I             0x75       //IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读)
#define       SlaveAddress       0xD0       //IIC写入时的地址字节数据，+1为读取
//****************************************
//定义类型及变量
//****************************************
uchar dis[4];                                                       //显示数字(-511至512)的字符数组
int       dis_data;                                                 //变量
//int       Temperature,Temp_h,Temp_l;          //温度及高低位数据
//****************************************
//函数声明
//****************************************
void  delay(unsigned int k);                                                                               //延时
//LCD相关函数
void  InitLcd();                                                                                                       //初始化lcd1602
void  lcd_printf(uchar *s,int temp_data);
void  WriteDataLCM(uchar dataW);                                                                      //LCD数据
void  WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc);                                     //LCD指令
void  DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData);                               //显示一个字符
void  DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L);                   //显示字符串
//MPU6050操作函数
void  InitMPU6050();                                                                                              //初始化MPU6050
void  Delay5us();
void  I2C_Start();
void  I2C_Stop();

void  I2C_SendACK(bit ack);
bit I2C_RecvACK();

void  I2C_SendByte(uchar dat);
uchar I2C_RecvByte();

void  I2C_ReadPage();
void  I2C_WritePage();
void  display_ACCEL_x();
void  display_ACCEL_y();
void  display_ACCEL_z();
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address);                                     //读取I2C数据
void  Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data);       //向I2C写入数据

//****************************************
//整数转字符串
//****************************************
void lcd_printf(uchar *s,  int temp_data)
{
      if(temp_data<0)
      {
            temp_data=-temp_data;
            *s='-';
      }
      else *s=' ';
      *++s =temp_data/100+0x30;
      temp_data=temp_data%100;    //取余运算
      *++s =temp_data/10+0x30;
      temp_data=temp_data%10;    //取余运算
      *++s =temp_data+0x30;
}
//****************************************
//延时
//****************************************
void delay(unsigned int k)
{
      unsigned int i,j;
      for(i=0;i<k;i++)
      {
            for(j=0;j<121;j++);
      }
}
//****************************************
//LCD1602初始化
//****************************************
void InitLcd()
{
      WriteCommandLCM(0x38,1);
      WriteCommandLCM(0x08,1);
      WriteCommandLCM(0x01,1);
      WriteCommandLCM(0x06,1);
      WriteCommandLCM(0x0c,1);
      DisplayOneChar(0,0,'A');
      DisplayOneChar(0,1,'G');
}
//****************************************
//LCD1602写允许
//****************************************
void WaitForEnable(void)
{
      DataPort=0xff;
      LCM_RS=0;LCM_RW=1;_nop_();
      LCM_EN=1;_nop_();_nop_();
      while(DataPort&0x80);
      LCM_EN=0;
}
//****************************************
//LCD1602写入命令
//****************************************
void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc)
{
      if(Attribc)WaitForEnable();
      LCM_RS=0;LCM_RW=0;_nop_();
      DataPort=CMD;_nop_();
      LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;
}
//****************************************
//LCD1602写入数据
//****************************************
void WriteDataLCM(uchar dataW)
{
      WaitForEnable();
      LCM_RS=1;LCM_RW=0;_nop_();
      DataPort=dataW;_nop_();
      LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;
}
//****************************************
//LCD1602写入一个字符
//****************************************
void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData)
{
      Y&=1;
      X&=15;
      if(Y)X|=0x40;
      X|=0x80;
      WriteCommandLCM(X,0);
      WriteDataLCM(DData);
}
//****************************************
//LCD1602显示字符串
//****************************************
void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L)
{
      uchar ListLength=0;
      Y&=0x1;
      X&=0xF;
      while(L--)
      {
            DisplayOneChar(X,Y,DData[ListLength]);
            ListLength++;
            X++;
      }
}

//**************************************
//延时5微秒(STC90C52RC@12M)
//不同的工作环境,需要调整此函数
//当改用1T的mcu时,请调整此延时函数
//**************************************
void Delay5us()
{
      _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
      _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
      _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
      _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
      _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
      _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
//**************************************
//I2C起始信号
//**************************************
void I2C_Start()
{
SDA = 1;                   //拉高数据线
SCL = 1;                   //拉高时钟线
Delay5us();                //延时
SDA = 0;                   //产生下降沿
Delay5us();                //延时
SCL = 0;                   //拉低时钟线
}
//**************************************
//I2C停止信号
//**************************************
void I2C_Stop()
{
SDA = 0;                   //拉低数据线
SCL = 1;                   //拉高时钟线
Delay5us();                //延时
SDA = 1;                   //产生上升沿
Delay5us();                //延时
}
//**************************************
//I2C发送应答信号
//入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
//**************************************
void I2C_SendACK(bit ack)
{
SDA = ack;                //写应答信号
SCL = 1;                   //拉高时钟线
Delay5us();                //延时
SCL = 0;                   //拉低时钟线
Delay5us();                //延时
}
//**************************************
//I2C接收应答信号
//**************************************
bit I2C_RecvACK()
{
SCL = 1;                   //拉高时钟线
Delay5us();                //延时
CY = SDA;                //读应答信号
SCL = 0;                   //拉低时钟线
Delay5us();                //延时
return CY;
}
//**************************************
//向I2C总线发送一个字节数据
//**************************************
void I2C_SendByte(uchar dat)
{
uchar i;
for (i=0; i<8; i++)       //8位计数器
{
      dat <<= 1;             //移出数据的最高位
      SDA = CY;             //送数据口
      SCL = 1;             //拉高时钟线
      Delay5us();          //延时
      SCL = 0;             //拉低时钟线
      Delay5us();          //延时
}
I2C_RecvACK();
}
//**************************************
//从I2C总线接收一个字节数据
//**************************************
uchar I2C_RecvByte()
{
uchar i;
uchar dat = 0;
SDA = 1;                   //使能内部上拉,准备读取数据,
for (i=0; i<8; i++)       //8位计数器
{
      dat <<= 1;
      SCL = 1;             //拉高时钟线
      Delay5us();          //延时
      dat |= SDA;          //读数据
      SCL = 0;             //拉低时钟线
      Delay5us();          //延时
}
return dat;
}
//**************************************
//向I2C设备写入一个字节数据
//**************************************
void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)
{
I2C_Start();                //起始信号
I2C_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
I2C_SendByte(REG_Address); //内部寄存器地址，
I2C_SendByte(REG_data);    //内部寄存器数据，
I2C_Stop();                //发送停止信号
}
//**************************************
//从I2C设备读取一个字节数据
//**************************************
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)
{
      uchar REG_data;
      I2C_Start();                //起始信号
      I2C_SendByte(SlaveAddress); //发送设备地址+写信号
      I2C_SendByte(REG_Address);    //发送存储单元地址，从0开始
      I2C_Start();                //起始信号
      I2C_SendByte(SlaveAddress+1);  //发送设备地址+读信号
      REG_data=I2C_RecvByte();    //读出寄存器数据
      I2C_SendACK(1);             //接收应答信号
      I2C_Stop();                   //停止信号
      return REG_data;
}

//**************************************
//初始化MPU6050
//**************************************
void InitMPU6050()
{
      Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00);       //解除休眠状态
      Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07);
      Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06);
      Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18);
      Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01);
}
//**************************************
//在1602上显示10位数据
//**************************************
void Display10BitData  (int value,uchar x,uchar y)
{
      value/=64;                                              //转换为10位数据 value=value/64  右移动六位
      lcd_printf(dis, value);                               //转换数据显示
      DisplayListChar(x, y, dis, 4);                      //启始列，行，显示数组，显示长度
}
//**************************************
//合成数据
//**************************************
int GetData(uchar REG_Address)
{
      char H,L;
      H=Single_ReadI2C(REG_Address);
      L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
      return (H<<8)+L; //合成数据
}

//**************************************
//显示温度
//**************************************
//void display_temp()
//{
//       Temp_h=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_H); //读取温度
//       Temp_l=Single_ReadI2C(TEMP_OUT_L); //读取温度
//       Temperature=Temp_h<<8|Temp_l;    //合成温度
//       Temperature = 35+ ( (double) (Temperature + 13200)) / 280; // 计算出温度
//       lcd_printf(dis,Temperature);    //转换数据显示
//       DisplayListChar(11,1,dis,4);    //启始列，行，显示数组，显示位数
//}
//*********************************************************
//主程序
//*********************************************************
void main()
{
      delay(500);             //上电延时
      InitLcd();             //液晶初始化
      InitMPU6050();       //初始化MPU6050
      delay(150);
      while(1)
      {
            Display10BitData  (GetData(ACCEL_XOUT_H),  2,  0);       //显示X轴加速度
            Display10BitData  (GetData(ACCEL_YOUT_H),  7,  0);       //显示Y轴加速度
            Display10BitData  (GetData(ACCEL_ZOUT_H) ,  12,  0);//显示Z轴加速度
            Display10BitData  (GetData(GYRO_XOUT_H) ,  2,  1);       //显示X轴角速度
            Display10BitData  (GetData(GYRO_YOUT_H),  7,  1);       //显示Y轴角速度
            Display10BitData  (GetData(GYRO_ZOUT_H),  12,  1);       //显示Z轴角速度
            delay(500);
      }
}

Maskman · 发表于 2022-8-17 10:38

谢谢分享，很棒

架海梁心 · 发表于 2022-8-17 13:10

谢谢分享！！！！！学习

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