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51单片机+MPU6050陀螺仪+LCD1602显示程序

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csmyldl 发表于 2019-8-2 00:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
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);
        }
}


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cjc942688 发表于 2019-8-5 08:34 来自手机 | 显示全部楼层
没有注释的这两个头文件是要自己写吗
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 楼主| csmyldl 发表于 2019-8-5 16:06 | 显示全部楼层
不需要自己写,系统里都有
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无衣 发表于 2019-8-5 20:37 | 显示全部楼层
cjc942688 发表于 2019-8-5 08:34
没有注释的这两个头文件是要自己写吗

刚才   才查了一下   那是51自带的库   
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lianghuiping 发表于 2019-8-8 16:20 | 显示全部楼层
请问测试成功了吗
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1933998991 发表于 2019-12-9 22:18 | 显示全部楼层
为什么负值只能显示到-4
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撒仃XiAo 发表于 2020-5-30 16:21 | 显示全部楼层
为什么我的显示不出来
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