ESP32与MPU6050接口连接

加速度计和陀螺仪广泛应用于工业物联网，用于测量各种机器的健康状况和运行参数。MPU6050是一款流行的六轴加速度计+陀螺仪。它是一种MEMS（微机电系统）传感器，这意味着它非常紧凑（从下图可以看出），并且在很宽的频率范围内也非常精确。

在本教程中，我们将学习如何将ESP32与MPU6050连接。在这个过程中，您将学习I2C（集成电路间通信）协议的使用，这将使您能够将ESP32与使用I2C协议进行通信的多个传感器和外围设备连接。本教程需要您的ESP32、一个MPU6050和几根跳线。

MPU6050与ESP32的连接

如下图所示，您需要将MPU6050的SDA线连接到ESP32的21引脚，SCL线连接到22引脚，GND连接到GND，VCC连接到3V3引脚。MPU6050的其他引脚无需连接。

代码详解

GitHub链接 − https://github.com/

ESP32和Arduino通常将I2C协议称为“Wire”。因此，所需的库导入是Wire.h

#include<Wire.h>

接下来，我们定义常量和全局变量。

const int MPU_ADDR = 0x68; // I2C address of the MPU-6050
int16_t AcX, AcY, AcZ, Tmp, GyX, GyY, GyZ;

每个I2C设备都有一个固定的地址，其他设备使用该地址识别它并与其通信。对于MPU6050，该地址为0x68。我们稍后将在初始化与MPU6050的I2C通信时使用它。接下来我们进入设置代码。

void setup() {
   Serial.begin(115200);
   Wire.begin(21, 22, 100000); // sda, scl, clock speed
   Wire.beginTransmission(MPU_ADDR);
   Wire.write(0x6B);  // PWR_MGMT_1 register
   Wire.write(0);     // set to zero (wakes up the MPU−6050)
   Wire.endTransmission(true);
   Serial.println("Setup complete");
}

第一行很简单。我们正在以115200波特率启动与串行监视器的通信。接下来，我们开始I2C通信。为此，我们向Wire.begin()函数提供3个参数。

这些是SDA和SCL引脚以及时钟速度。现在，I2C通信需要两条线：数据线（SDA）和时钟线（SCL）。在ESP32上，引脚21和22通常保留用于I2C，其中21为SDA，22为SCL。为了与MPU6050通信，我们有两个速度选项：100kbit/s和400kbit/s。我们在这里选择了100kHz。如果您的用例需要，您也可以选择更高的速度选项。

接下来，我们使用Wire.beginTransmission()命令指示ESP32我们想要与地址等于MPU_ADDR的芯片通信。此时，您可能已经猜到一个ESP32芯片可以与多个I2C外设通信。事实上，共有128个唯一的地址（地址字段为7位长），因此ESP32可以使用I2C与128个不同的外设通信，前提是它们都具有不同的地址。

在接下来的几行中，我们将MPU6050的PWR_MGMT_1寄存器设置为0。这用于唤醒MPU6050。PWR_MGMT_1寄存器的地址0x6B是MPU6050内存中的地址。

它与MPU6050的I2C地址无关。MPU唤醒后，我们结束这段I2C传输，设置完成，并在串行监视器上使用打印语句进行指示。现在让我们跳到循环中。您会注意到我们将布尔值true作为参数传递给Wire.endTransmission。这告诉ESP32发送停止命令并释放I2C线路。如果我们将true替换为false，则ESP32将发送重启而不是停止，保持连接活动。

void loop() {
   Wire.beginTransmission(MPU_ADDR);
   Wire.write(0x3B);  // starting with register 0x3B (ACCEL_XOUT_H)
   Wire.endTransmission(true);
   Wire.beginTransmission(MPU_ADDR);
   Wire.requestFrom(MPU_ADDR, 14, true); // request a total of 14 registers
   AcX = Wire.read() −− 8 | Wire.read(); // 0x3B (ACCEL_XOUT_H) & 0x3C (ACCEL_XOUT_L)
   AcY = Wire.read() −− 8 | Wire.read(); // 0x3D (ACCEL_YOUT_H) & 0x3E (ACCEL_YOUT_L)
   AcZ = Wire.read() −− 8 | Wire.read(); // 0x3F (ACCEL_ZOUT_H) & 0x40 (ACCEL_ZOUT_L)
   Tmp = Wire.read() −− 8 | Wire.read(); // 0x41 (TEMP_OUT_H) &  0x42 (TEMP_OUT_L)
   GyX = Wire.read() −− 8 | Wire.read(); // 0x3B (ACCEL_XOUT_H) & 0x3C (ACCEL_XOUT_L)
   GyY = Wire.read() −− 8 | Wire.read(); // 0x3D (ACCEL_YOUT_H) & 0x3E (ACCEL_YOUT_L)
   GyZ = Wire.read() −− 8 | Wire.read(); // 0x3F (ACCEL_ZOUT_H) & 0x40 (ACCEL_ZOUT_L)


   Serial.print(AcX); Serial.print(" , ");
   Serial.print(AcY); Serial.print(" , ");
   Serial.print(AcZ); Serial.print(" , ");
   Serial.print(GyX); Serial.print(" , ");
   Serial.print(GyY); Serial.print(" , ");
   Serial.print(GyZ); Serial.print("\n");
}

在循环中，如果您扫描上面的代码片段，您会看到我们总共执行了两次传输。在第一次传输中，我们指示MPU6050我们想要从中开始读取数据的地址，或者更确切地说，将MPU6050的内部指针设置为这个特定地址。在第二次传输中，我们告诉MPU我们请求从前面发送的地址开始的14个字节。然后我们逐个读取字节。您可能会注意到我们没有在读取结束时使用Wire.endTransmission(true)命令。这是因为Wire.requestFrom(MPU,14,true)的第三个参数指示ESP32在读取所需数量的字节后发送停止命令。如果我们传递false而不是true，ESP32将发送重启命令而不是停止命令。

现在，您可能想知道如何确定哪个寄存器对应于哪个读数。答案是MPU6050寄存器映射。顾名思义，它提供了可以从哪个寄存器获取哪个值的信息。根据此映射，我们意识到0x3B和0x3C对应于16位X方向加速度值的较高和较低字节。接下来的两个寄存器（0x3D和0x3E）包含16位Y方向加速度值的较高和较低字节，依此类推。在加速度计和陀螺仪读数之间，有两个字节包含温度读数，我们读取并忽略它们，因为我们不需要它们。

这样，您就可以成功地在ESP32上获取MPU6050的数据。恭喜！！继续下一个教程，学习如何在ESP32上获取模拟传感器的数据。

参考资料

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