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【51单片机快速入门指南】4.3.1： MPU6050调用DMP库获取四元数和欧拉角

不知名网友 / 2691人阅读

摘要：使用内置的，大大简化了四轴的代码设计，且不用进行姿态解算过程，大大降低了的负担，从而有更多的时间去处理其他事件，提高系统实时性。目的或则为高时是释放总线四元数数据以下的及数据来自于公开的程序

目录

普中51-单核-A2
STC89C52
Keil uVision V5.29.0.0
PK51 Prof.Developers Kit Version:9.60.0.0
上位机：Vofa+ 1.3.10

相关介绍

       摘自《ATK-MPU6050六轴传感器模块用户手册_V1.0》

       MPU6050 自带了数字运动处理器，即 DMP，并且，InvenSense 提供了一个 MPU6050 的嵌入式运动驱动库，结合 MPU6050 的 DMP，可以将我们的原始数据，直接转换成四元数输出，而得到四元数之后，就可以很方便的计算出欧拉角，从而得到 yaw、roll 和 pitch。
       使用内置的 DMP，大大简化了四轴的代码设计，且 MCU 不用进行姿态解算过程，大大降低了 MCU 的负担，从而有更多的时间去处理其他事件，提高系统实时性。

pitch = asin(-2 * q1 * q3 + 2 * q0 * q2) * 57.3; //俯仰角roll  = atan2(2 * q2 * q3 + 2 * q0 * q1, -2 * q1 * q1 - 2 * q2 * q2 + 1) * 57.3; //横滚角yaw   = atan2(2 * (q1 * q2 + q0 * q3), q0 * q0 + q1 * q1 - q2 * q2 - q3 * q3) * 57.3; //航向角

       上述计算公式的 57.3 是弧度转换为角度，即 180/π，这样得到的结果就是以度（°）为单位的。

DMP库相关

       作者：ksws0263785大佬 —— 51单片机使用 mpu6050DMP

DMP加载步骤：

DMP设置数据写入

更新DMP

DMP数据包结构

程序实现

       小改自ksws0263785大佬的51单片机使用 mpu6050DMP，使之调用统一的I2C函数，方便移植到其它单片机。

       stdint.h见【51单片机快速入门指南】1：基础知识和工程创建
       软件I2C程序见【51单片机快速入门指南】4： 软件 I2C
       串口部分见【51单片机快速入门指南】3.3：USART 串口通信
       MPU6050.c、MPU6050.h见【51单片机快速入门指南】4.3： I2C读取MPU6050陀螺仪的原始数据

DMP.c

/*****************************************************功能:	采集MPU6050 DMP 数据CPU:	STC89C54RD+晶震:	11.0592环境:	Keli2.0语言: 	c作者：	XW1005来源：	移植 Jeff Jrowberg 公开的程序。目的：sda 或则scl 为高时是:释放总线*****************************************************/#include "./Software_I2C/Software_I2C.h"#include "MPU6050.h"float Q[4];	//四元数uint8_t dmpdatas[42];	//DMP数据//以下的 firmware 及 config update 数据来自于 Jeff Jrowberg 公开的程序/* ================================================================================================ *| Default MotionApps v2.0 42-byte FIFO packet structure:                                           ||                                                                                                  || [QUAT W][      ][QUAT X][      ][QUAT Y][      ][QUAT Z][      ][GYRO X][      ][GYRO Y][      ] ||   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  ||                                                                                                  || [GYRO Z][      ][ACC X ][      ][ACC Y ][      ][ACC Z ][      ][      ]                         ||  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41                          |* ================================================================================================ */code uint8_t dmpmemorydata[1929] = {	// bank 0, 256 bytes	0xFB, 0x00, 0x00, 0x3E, 0x00, 0x0B, 0x00, 0x36, 0x00, 0x01, 0x00, 0x02, 0x00, 0x03, 0x00, 0x00,	0x00, 0x65, 0x00, 0x54, 0xFF, 0xEF, 0x00, 0x00, 0xFA, 0x80, 0x00, 0x0B, 0x12, 0x82, 0x00, 0x01,	0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x28, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0x45, 0x81, 0xFF, 0xFF, 0xFA, 0x72, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x03, 0xE8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x7F, 0xFF, 0xFF, 0xFE, 0x80, 0x01,	0x00, 0x1B, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x3E, 0x03, 0x30, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0xCA, 0xE3, 0x09, 0x3E, 0x80, 0x00, 0x00,	0x20, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00,	0x41, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0B, 0x2A, 0x00, 0x00, 0x16, 0x55, 0x00, 0x00, 0x21, 0x82,	0xFD, 0x87, 0x26, 0x50, 0xFD, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x05, 0x80, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x03, 0x00, 0x00,	0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x04, 0x6F, 0x00, 0x02, 0x65, 0x32, 0x00, 0x00, 0x5E, 0xC0,	0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0xFB, 0x8C, 0x6F, 0x5D, 0xFD, 0x5D, 0x08, 0xD9, 0x00, 0x7C, 0x73, 0x3B, 0x00, 0x6C, 0x12, 0xCC,	0x32, 0x00, 0x13, 0x9D, 0x32, 0x00, 0xD0, 0xD6, 0x32, 0x00, 0x08, 0x00, 0x40, 0x00, 0x01, 0xF4,	0xFF, 0xE6, 0x80, 0x79, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xD0, 0xD6, 0x00, 0x00, 0x27, 0x10,	// bank 1, 256 bytes	0xFB, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0xFA, 0x36, 0xFF, 0xBC, 0x30, 0x8E, 0x00, 0x05, 0xFB, 0xF0, 0xFF, 0xD9, 0x5B, 0xC8,	0xFF, 0xD0, 0x9A, 0xBE, 0x00, 0x00, 0x10, 0xA9, 0xFF, 0xF4, 0x1E, 0xB2, 0x00, 0xCE, 0xBB, 0xF7,	0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x04, 0x00, 0x02, 0x00, 0x02, 0x02, 0x00, 0x00, 0x0C,	0xFF, 0xC2, 0x80, 0x00, 0x00, 0x01, 0x80, 0x00, 0x00, 0xCF, 0x80, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x14,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x03, 0x3F, 0x68, 0xB6, 0x79, 0x35, 0x28, 0xBC, 0xC6, 0x7E, 0xD1, 0x6C,	0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xB2, 0x6A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x3F, 0xF0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x30,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x25, 0x4D, 0x00, 0x2F, 0x70, 0x6D, 0x00, 0x00, 0x05, 0xAE, 0x00, 0x0C, 0x02, 0xD0,	// bank 2, 256 bytes	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x65, 0x00, 0x54, 0xFF, 0xEF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x44, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0C, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x65, 0x00, 0x00, 0x00, 0x54, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xEF, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x1B, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,	0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 
            
                     

                 

                                                                                                                    
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