MPU6050数据采集传输与可视化

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1、MPU6050数据采集传输与可视化最近在研究体感游戏，到目前为止实现了基于51单片机的MPU6050数据采集、利用蓝牙模块将数据传输到上位机，并利用C#自制串口数据高速采集软件，并且将数据通过自制的折线图绘制模块可视化地展示出来等功能。本文将主要对实现这意见单系统中遇到的问题做一个小结——其中包括：1、基于51的MPU6050模块通信简介（入门级）2、陀螺仪数据采集与传输及帧格式介绍（小技巧）3、基于C#的串口接收函数（C#基本知识）4、多线程数据池解决高速串口实时性问题（难点）5、折线图可视化模块（程序员基本功）关键词：MPU6050蓝牙C#串口多线程高速串口折线图

2、绘制1、基于51的MPU6050模块通信简介（入门级）因为是入门级，就先最简单的介绍如何利用51从MPU6050中读取数据吧（对于想知道卡尔曼滤波、俯角仰角、距离测量、摔倒检测、记步等算法的可能要在接下来介绍）。既然要和MPU6050通信，那么必不可少的是阅读芯片手册，如果您觉得亲自去看又长又多而且都是英文的手册很费时，不仿看看我找的简要版：MPU-60X0是全球首例9轴运动处理器。它集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速计，以及1个可扩展的数字运动处理器DMP(DigitalMotionProcessor)，可用I2C接口连接一个第三方的数字传感器，比如磁力计。

3、扩展之后就可以通过其I2C或SPI接口输出一个9轴的信号。MPU-60X0也可以通过其I2C接口连接非惯性的数字传感器，比如压力传感器。MPU-60X0对陀螺仪和加速计分别用了三个16位的ADC，将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。为了精确跟踪快速和慢速运动，传感器的测量范围是可控的，陀螺仪可测范围为±250，±500，±1000，±2000°/秒(dps)，加速计可测范围为±2，±4，±8，±16g(重力加速度)。注：下图是采用串口助手将MPU6050采集的数据显示在上位机上，其中前三列输出为三维的加速度（这里的加速度包括地球本身的重力加速度），后三列为三维的角速

4、度。但是这里的输出值并不是真正的加速度和角速度的值，上面说过，MPU是一个16位AD量程可程控的设备，这里设置的加速度传感器的测量量程为正负2g(这里的g为重力加速度），陀螺仪的量程为正负2000°/s。所以要用下面的公式进行转化：好了，有了上面的基础知识之后咱们就能尝试用51的I2C总线从MPU6050读取实时的3轴加速度和3轴角速度了。由于51本身不带有I2C总线通信协议，所以我们要自己实现一个I2C通信协议，下面是我从网上找的并稍加修改的一个I2C总线通信的代码：1#include2#include34typedefuns

5、ignedcharuchar;5typedefunsignedshortushort;6typedefunsignedintuint;78//-----------------------------------------9//定义MPU6050内部地址10//-----------------------------------------11#defineSMPLRT_DIV0x19//陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz)12#defineCONFIG0x1A//低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz)13#defineGYRO_CONFIG0x1B//

6、陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)14#defineACCEL_CONFIG0x1C//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)15#defineACCEL_XOUT_H0x3B16#defineACCEL_XOUT_L0x3C17#defineACCEL_YOUT_H0x3D18#defineACCEL_YOUT_L0x3E19#defineACCEL_ZOUT_H0x3F20#defineACCEL_ZOUT_L0x4021#defineTEMP_OUT_H0x4122#defineTEMP_O

7、UT_L0x4223#defineGYRO_XOUT_H0x4324#defineGYRO_XOUT_L0x4425#defineGYRO_YOUT_H0x4526#defineGYRO_YOUT_L0x4627#defineGYRO_ZOUT_H0x4728#defineGYRO_ZOUT_L0x4829#definePWR_MGMT_10x6B//电源管理，典型值：0x00(正常启用)30#defineWHO_AM_I0x75//IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读)31#defineSlaveAddress0xD0//IIC写入时的地址字节