mpu6050与stm32hal库

### 使用 STM32 HAL 库实现 MPU6050 初始化和数据采集

#### 一、硬件准备与连接
为了使 STM32 和 MPU6050 正常通信，需确保两者通过 I²C 接口正确相连。通常情况下，SCL 连接到 PB8 或其他指定为 SCL 功能的引脚上；SDA 则应接至 PB9 或相应定义为 SDA 的引脚[^1]。

#### 二、软件环境搭建
在 Keil MDK 中创建新项目并导入必要的头文件以及链接器脚本之后，还需要引入官方提供的 HAL 驱动程序包来简化外设操作过程。对于 MPU6050 来说，则要额外加入其驱动代码以便调用特定功能函数完成初始化设置等工作[^2]。

#### 三、I²C 总线配置
利用 HAL 库中的 `HAL_I2C_Init()` 函数可以方便快捷地对 I²C 模块进行参数设定，比如频率、模式等选项的选择都可通过结构体成员变量的形式传递给该 API 完成初始化工作。具体如下所示：

// IIC总线初始化
static void MX_I2C1_Init(void)
{
    hi2c1.Instance = I2C1;
    hi2c1.Init.Timing = 0x20909CEC; // 设置时钟频率
    hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
    hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
    hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;

    if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK){
        Error_Handler();
    }
}

#### 四、MPU6050 设备初始化
当完成了上述准备工作后就可以着手于 MPU6050 自身的相关设置了。这一步骤主要涉及到设备地址确认、寄存器写入命令发送等内容。下面给出了一段用于启动 MPU6050 并使其进入正常工作状态下的 C 语言源码片段作为参考：

void mpu_init(I2C_HandleTypeDef *i2cx, uint8_t dev_addr)
{
    uint8_t data[2];
    
    /* Wake up the device */
    data[0] = PWR_MGMT_1_REG;
    data[1] = 0x00;
    HAL_I2C_Master_Transmit(i2cx, dev_addr << 1, data, 2, HAL_MAX_DELAY);
    
    /* Set sample rate to 1kHz and set DLPF bandwidth to 42Hz */
    data[0] = SMPLRT_DIV_REG;
    data[1] = 0x07;
    HAL_I2C_Master_Transmit(i2cx, dev_addr << 1, data, 2, HAL_MAX_DELAY);

    /* Configure gyroscope full scale range (+/- 2000 deg/s)*/
    data[0] = GYRO_CONFIG_REG;
    data[1] = 0x18;
    HAL_I2C_Master_Transmit(i2cx, dev_addr << 1, data, 2, HAL_MAX_DELAY);

    /* Configure accelerometer full scale range(+/- 16 g) */
    data[0] = ACCEL_CONFIG_REG;
    data[1] = 0x18;
    HAL_I2C_Master_Transmit(i2cx, dev_addr << 1, data, 2, HAL_MAX_DELAY);
}

#### 五、读取加速度计与陀螺仪原始数据
一旦 MPU6050 成功被激活并且各项参数均已调整完毕，接下来就是获取传感器内部所测量到的信息了。这里提供了一个简单的例子展示怎样从器件里提取出 X/Y/Z 轴方向上的角速度变化量及对应的线性位移情况：

int16_t ax, ay, az, gx, gy, gz;

uint8_t buffer[14];

/* Read raw sensor values into array 'buffer'*/
HAL_I2C_Master_Receive(hi2c1, MPU6050_ADDR<<1 , buffer, 14, HAL_MAX_DELAY);

ax = ((int16_t)(buffer[0]<<8 | buffer[1]));
ay = ((int16_t)(buffer[2]<<8 | buffer[3]));
az = ((int16_t)(buffer[4]<<8 | buffer[5]));

gx = ((int16_t)(buffer[8]<<8 | buffer[9])) / 131.0f;
gy = ((int16_t)(buffer[10]<<8 | buffer[11])) / 131.0f;
gz = ((int16_t)(buffer[12]<<8 | buffer[13])) / 131.0f;