MPU9250的MPL移植_HAL库（以STM32F103为主控）

准备材料：
驱动库： motion_driver_6.12
硬件： 正点原子MINI——STM32f103RCT6硬件IIC——PB8,PB9
GY-91模块: 看图可知AD0接地，地址是0X68

硬件连接：

**生成代码工具：**STM32CubeMX
1,选择芯片双击

2，选择外部晶振，然后配置时钟

硬件外接的晶振是8M，根据自己的晶振选择，选择HSE和PLCLK，输入72，按enter自动配置时钟

3，选择sys，配置代码烧入方式为：SWD，基本时钟源没使用操作系统使用的画使用默认的：SysTick

4，因为PB8和PB9的IIC是复用功能的，所以先选择引脚，再使能IIC1

使能IIC后，黄变绿，选择快速模式400KHZ

5，因为要用到串口1，所以得配置串口1，波特率暂设为500000和上位机一致，后续也可以在代码中更改

6，取工程名，选择编译平台，分配堆栈，选择位置的路径不要用中文，工程名最好用英文，不然会出点问题

7，使用全部库，选择只用到本工程需要的库也行，后续需要再添加
需要选择为每个外设都生成c文件和头文件，这样有分类感，便于开发，点击生成代码

配置MPL

1，把这个路径的四个文件拷贝到工程，取名为MPL

2，因为现在用的是stm32103，其内核是CM3，需要CM3的库：
在驱动库中找到：libmpllib.lib

复制粘贴到工程谋文件：

3，然后用keil打开打开工程，先编译一下，没报错，现在测试IIC和模块是否正常通信：
HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
进入调试界面，查看rec

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1,(0X68<<1),0X75, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&rec,1,0xfff);

代码含义：使用硬件IIC1，去访问IIC地址为0X68的设备，这个设备地址0x75内存地址出有数据0x71，如果能读出，则说明正常通信，超时0xfff毫秒退出

读出的是ox71‘q’，这个q的ASSIC码就是71，有点奇怪为什么还多了个‘q’，0X68可看作是IIC设备的7位地址，，但是在IIC协议通信时传送的是一个字节，所以需要将7位地址往高位移，最低位空出来，当读或者写使用

4，将MPL驱动加入到工程
将所有的c文件和哪个lib加入到工程

发现lib没有成功加入，采用如下方法

配置路径：路径具体到每个子文件夹

参考这个文章：
移植DMP时需要改哪些文件的哪些代码
修改MPL驱动库：
1，为更好看一点，改下宏定义，把F4改成F1，选中，全部查找，替换

添加宏定义：EMPL_TARGET_STM32F1，变亮

最后还要添加几个宏，最终为：

USE_HAL_DRIVER,STM32F103xE,EMPL_TARGET_STM32F1,MPU9250,EMPL,MPL_LOG_NDEBUG=1

MPL_LOG_NDEBUG在这2文件需要：

EMPL_TARGET_STM32F1在多个文件需要：

修改"inv_mpu_dmp_motion_driver.c"为：

修改"inv_mpu.c"为：

注意：根据硬件电路，决定MPU9250的IIc地址的AD0引脚不同，有0x68(AD0接地)和0x69(AD0接高电平)地址，这个地方要检查下是否为对应地址

后面代码如下：

自定义
//q30，q16格式,long转float时的除数.
#define q30  1073741824.0f
#define q16  65536.0f//陀螺仪方向设置
static signed char gyro_orientation[9] = { 1, 0, 0,0, 1, 0,0, 0, 1};
//磁力计方向设置
static signed char comp_orientation[9] = { 0, 1, 0,1, 0, 0,0, 0,-1};
//MPU9250自测试
//返回值:0,正常
//    其他,失败
u8 run_self_test(void)
{int result;//char test_packet[4] = {0};long gyro[3], accel[3]; result = mpu_run_6500_self_test(gyro, accel,0);if (result == 0x7) {/* Test passed. We can trust the gyro data here, so let's push it down* to the DMP.*/unsigned short accel_sens;float gyro_sens;mpu_get_gyro_sens(&gyro_sens);gyro[0] = (long)(gyro[0] * gyro_sens);gyro[1] = (long)(gyro[1] * gyro_sens);gyro[2] = (long)(gyro[2] * gyro_sens);//inv_set_gyro_bias(gyro, 3);dmp_set_gyro_bias(gyro);mpu_get_accel_sens(&accel_sens);accel[0] *= accel_sens;accel[1] *= accel_sens;accel[2] *= accel_sens;// inv_set_accel_bias(accel, 3);dmp_set_accel_bias(accel);return 0;}else return 1;
}//方向转换
unsigned short inv_row_2_scale(const signed char *row)
{unsigned short b;if (row[0] > 0)b = 0;else if (row[0] < 0)b = 4;else if (row[1] > 0)b = 1;else if (row[1] < 0)b = 5;else if (row[2] > 0)b = 2;else if (row[2] < 0)b = 6;elseb = 7;      // errorreturn b;
}
//空函数,未用到.
void mget_ms(unsigned long *time)
{//*time=(unsigned long)HAL_GetTick();
}
//mpu6050,dmp初始化
//返回值:0,正常
//    其他,失败
u8 mpu_dmp_init(void)
{u8 res=0;struct int_param_s int_param;unsigned char accel_fsr;unsigned short gyro_rate, gyro_fsr;unsigned short compass_fsr;if(mpu_init(&int_param)==0) //初始化MPU9250{  res=inv_init_mpl();     //初始化MPLif(res)return 1;inv_enable_quaternion();inv_enable_9x_sensor_fusion();inv_enable_fast_nomot();inv_enable_gyro_tc();inv_enable_vector_compass_cal();inv_enable_magnetic_disturbance();inv_enable_eMPL_outputs();res=inv_start_mpl();    //开启MPLif(res)return 1;res=mpu_set_sensors(INV_XYZ_GYRO|INV_XYZ_ACCEL|INV_XYZ_COMPASS);//设置所需要的传感器if(res)return 2; res=mpu_configure_fifo(INV_XYZ_GYRO | INV_XYZ_ACCEL);   //设置FIFOif(res)return 3; res=mpu_set_sample_rate(DEFAULT_MPU_HZ);     //设置采样率//宏定义在头文件COMPASS_READ_MSif(res)return 4; res=mpu_set_compass_sample_rate(1000/COMPASS_READ_MS);  //设置磁力计采样率if(res)return 5;mpu_get_sample_rate(&gyro_rate);mpu_get_gyro_fsr(&gyro_fsr);mpu_get_accel_fsr(&accel_fsr);mpu_get_compass_fsr(&compass_fsr);inv_set_gyro_sample_rate(1000000L/gyro_rate);inv_set_accel_sample_rate(1000000L/gyro_rate);inv_set_compass_sample_rate(COMPASS_READ_MS*1000L);//宏定义在头文件COMPASS_READ_MSinv_set_gyro_orientation_and_scale(inv_orientation_matrix_to_scalar(gyro_orientation),(long)gyro_fsr<<15);inv_set_accel_orientation_and_scale(inv_orientation_matrix_to_scalar(gyro_orientation),(long)accel_fsr<<15);inv_set_compass_orientation_and_scale(inv_orientation_matrix_to_scalar(comp_orientation),(long)compass_fsr<<15);res=dmp_load_motion_driver_firmware();                   //加载dmp固件if(res)return 6; res=dmp_set_orientation(inv_orientation_matrix_to_scalar(gyro_orientation));//设置陀螺仪方向if(res)return 7; res=dmp_enable_feature(DMP_FEATURE_6X_LP_QUAT|DMP_FEATURE_TAP|               //设置dmp功能DMP_FEATURE_ANDROID_ORIENT|DMP_FEATURE_SEND_RAW_ACCEL|DMP_FEATURE_SEND_CAL_GYRO|DMP_FEATURE_GYRO_CAL);if(res)return 8; res=dmp_set_fifo_rate(DEFAULT_MPU_HZ);   //设置DMP输出速率(最大不超过200Hz)if(res)return 9;   res=run_self_test();     //自检if(res)return 10;    res=mpu_set_dmp_state(1);   //使能DMPif(res)return 11;     }return 0;
}
//得到dmp处理后的数据(注意,本函数需要比较多堆栈,局部变量有点多)
//pitch:俯仰角 精度:0.1°   范围:-90.0° <---> +90.0°
//roll:横滚角  精度:0.1°   范围:-180.0°<---> +180.0°
//yaw:航向角   精度:0.1°   范围:-180.0°<---> +180.0°
//返回值:0,正常
//    其他,失败
u8 mpu_dmp_get_data(float *pitch,float *roll,float *yaw)
{float q0=1.0f,q1=0.0f,q2=0.0f,q3=0.0f;unsigned long sensor_timestamp;short gyro[3], accel[3], sensors;unsigned char more;long quat[4]; if(dmp_read_fifo(gyro, accel, quat, &sensor_timestamp, &sensors,&more))return 1;     /* Gyro and accel data are written to the FIFO by the DMP in chip frame and hardware units.* This behavior is convenient because it keeps the gyro and accel outputs of dmp_read_fifo and mpu_read_fifo consistent.**//*if (sensors & INV_XYZ_GYRO )send_packet(PACKET_TYPE_GYRO, gyro);if (sensors & INV_XYZ_ACCEL)send_packet(PACKET_TYPE_ACCEL, accel); *//* Unlike gyro and accel, quaternions are written to the FIFO in the body frame, q30.* The orientation is set by the scalar passed to dmp_set_orientation during initialization. **/if(sensors&INV_WXYZ_QUAT) {q0 = quat[0] / q30;    //q30格式转换为浮点数q1 = quat[1] / q30;q2 = quat[2] / q30;q3 = quat[3] / q30; //计算得到俯仰角/横滚角/航向角*pitch = asin(-2 * q1 * q3 + 2 * q0* q2)* 57.3;   // pitch*roll  = atan2(2 * q2 * q3 + 2 * q0 * q1, -2 * q1 * q1 - 2 * q2* q2 + 1)* 57.3;  // roll*yaw   = atan2(2*(q1*q2 + q0*q3),q0*q0+q1*q1-q2*q2-q3*q3) * 57.3;   //yaw}else return 2;return 0;
}//得到mpl处理后的数据(注意,本函数需要比较多堆栈,局部变量有点多)
//pitch:俯仰角 精度:0.1°   范围:-90.0° <---> +90.0°
//roll:横滚角  精度:0.1°   范围:-180.0°<---> +180.0°
//yaw:航向角   精度:0.1°   范围:-180.0°<---> +180.0°
//返回值:0,正常
//    其他,失败
u8 mpu_mpl_get_data(float *pitch,float *roll,float *yaw)
{unsigned long sensor_timestamp,timestamp;short gyro[3], accel_short[3],compass_short[3],sensors;unsigned char more;long compass[3],accel[3],quat[4],temperature; long data[9];int8_t accuracy;if(dmp_read_fifo(gyro, accel_short, quat, &sensor_timestamp, &sensors,&more))return 1;    if(sensors&INV_XYZ_GYRO){inv_build_gyro(gyro,sensor_timestamp);          //把新数据发送给MPLmpu_get_temperature(&temperature,&sensor_timestamp);inv_build_temp(temperature,sensor_timestamp);   //把温度值发给MPL，只有陀螺仪需要温度值}if(sensors&INV_XYZ_ACCEL){accel[0] = (long)accel_short[0];accel[1] = (long)accel_short[1];accel[2] = (long)accel_short[2];inv_build_accel(accel,0,sensor_timestamp);      //把加速度值发给MPL}if (!mpu_get_compass_reg(compass_short, &sensor_timestamp)) {compass[0]=(long)compass_short[0];compass[1]=(long)compass_short[1];compass[2]=(long)compass_short[2];inv_build_compass(compass,0,sensor_timestamp); //把磁力计值发给MPL}inv_execute_on_data();inv_get_sensor_type_euler(data,&accuracy,&timestamp);*roll  = (data[0]/q16);*pitch = -(data[1]/q16);*yaw   = -data[2] / q16;return 0;
}

修改 "inv_mpu.h"为：

修改 "log.stm32.c"为：

三个函数都这样修改

上位机：

上位机的代码不一样，看清对应的是哪个

 //fun:功能字. 0X01~0X1C
data:数据缓存区,最多28字节!!
len:data区有效数据个数
void usart1_niming_report(u8 fun,u8*data,u8 len)
{u8 send_buf[32];u8 i;if(len>28)return;    //最多28字节数据send_buf[len+3]=0;   //校验数置零send_buf[0]=0XAA;    //帧头send_buf[1]=0XAA;   //帧头send_buf[2]=fun;  //功能字send_buf[3]=len; //数据长度for(i=0;i<len;i++)send_buf[4+i]=data[i];          //复制数据for(i=0;i<len+4;i++)send_buf[len+4]+=send_buf[i];   //计算校验和for(i=0;i<len+5;i++)usart1_send_char(send_buf[i]);  //发送数据到串口1
}
传送数据给匿名四轴上位机软件(某个版本)
fun:功能字. 0XA0~0XAF
data:数据缓存区,最多28字节!!
len:data区有效数据个数发送加速度传感器数据+陀螺仪数据(传感器帧)
aacx,aacy,aacz:x,y,z三个方向上面的加速度值
gyrox,gyroy,gyroz:x,y,z三个方向上面的陀螺仪值
void mpu6050_send_data(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz)
{u8 tbuf[18]; tbuf[0]=(aacx>>8)&0XFF;tbuf[1]=aacx&0XFF;tbuf[2]=(aacy>>8)&0XFF;tbuf[3]=aacy&0XFF;tbuf[4]=(aacz>>8)&0XFF;tbuf[5]=aacz&0XFF; tbuf[6]=(gyrox>>8)&0XFF;tbuf[7]=gyrox&0XFF;tbuf[8]=(gyroy>>8)&0XFF;tbuf[9]=gyroy&0XFF;tbuf[10]=(gyroz>>8)&0XFF;tbuf[11]=gyroz&0XFF;tbuf[12]=0;//因为开启MPL后,无法直接读取磁力计数据,所以这里直接屏蔽掉.用0替代.tbuf[13]=0;tbuf[14]=0;tbuf[15]=0;tbuf[16]=0;tbuf[17]=0;usart1_niming_report(0X02,tbuf,18);//传感器帧,0X02
}    通过串口1上报结算后的姿态数据给电脑(状态帧)
roll:横滚角.单位0.01度。 -18000 -> 18000 对应 -180.00  ->  180.00度
pitch:俯仰角.单位 0.01度。-9000 - 9000 对应 -90.00 -> 90.00 度
yaw:航向角.单位为0.1度 0 -> 3600  对应 0 -> 360.0度
csb:超声波高度,单位:cm
prs:气压计高度,单位:mm
void usart1_report_imu(short roll,short pitch,short yaw,short csb,int prs)
{u8 tbuf[12];     tbuf[0]=(roll>>8)&0XFF;tbuf[1]=roll&0XFF;tbuf[2]=(pitch>>8)&0XFF;tbuf[3]=pitch&0XFF;tbuf[4]=(yaw>>8)&0XFF;tbuf[5]=yaw&0XFF;tbuf[6]=(csb>>8)&0XFF;tbuf[7]=csb&0XFF;tbuf[8]=(prs>>24)&0XFF;tbuf[9]=(prs>>16)&0XFF;tbuf[10]=(prs>>8)&0XFF;tbuf[11]=prs&0XFF;usart1_niming_report(0X01,tbuf,12);//状态帧,0X01
}

下面这个版本是我用的：

void usart1_niming_report(u8 fun,u8*data,u8 len)
{u8 send_buf[32];u8 i;if(len>28)return;    //最多28字节数据send_buf[len+3]=0;   //校验数置零send_buf[0]=0X88;    //帧头send_buf[1]=fun;  //功能字send_buf[2]=len; //数据长度for(i=0;i<len;i++)send_buf[3+i]=data[i];          //复制数据for(i=0;i<len+3;i++)send_buf[len+3]+=send_buf[i];   //计算校验和for(i=0;i<len+4;i++)usart1_send_char(send_buf[i]);  //发送数据到串口1
}
void mpu6050_send_data(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz)
{u8 tbuf[12]; tbuf[0]=(aacx>>8)&0XFF;tbuf[1]=aacx&0XFF;tbuf[2]=(aacy>>8)&0XFF;tbuf[3]=aacy&0XFF;tbuf[4]=(aacz>>8)&0XFF;tbuf[5]=aacz&0XFF; tbuf[6]=(gyrox>>8)&0XFF;tbuf[7]=gyrox&0XFF;tbuf[8]=(gyroy>>8)&0XFF;tbuf[9]=gyroy&0XFF;tbuf[10]=(gyroz>>8)&0XFF;tbuf[11]=gyroz&0XFF;usart1_niming_report(0XA1,tbuf,12);//自定义帧,0XA1
}    void usart1_report_imu(short aacx,short aacy,short aacz,short gyrox,short gyroy,short gyroz,short roll,short pitch,short yaw)
{u8 tbuf[28]; u8 i;for(i=0;i<28;i++)tbuf[i]=0;//清0tbuf[0]=(aacx>>8)&0XFF;tbuf[1]=aacx&0XFF;tbuf[2]=(aacy>>8)&0XFF;tbuf[3]=aacy&0XFF;tbuf[4]=(aacz>>8)&0XFF;tbuf[5]=aacz&0XFF; tbuf[6]=(gyrox>>8)&0XFF;tbuf[7]=gyrox&0XFF;tbuf[8]=(gyroy>>8)&0XFF;tbuf[9]=gyroy&0XFF;tbuf[10]=(gyroz>>8)&0XFF;tbuf[11]=gyroz&0XFF;  tbuf[18]=(roll>>8)&0XFF;tbuf[19]=roll&0XFF;tbuf[20]=(pitch>>8)&0XFF;tbuf[21]=pitch&0XFF;tbuf[22]=(yaw>>8)&0XFF;tbuf[23]=yaw&0XFF;usart1_niming_report(0XAF,tbuf,28);//飞控显示帧,0XAF
}

使用一个函数，启动一下，主函数里面调用就行

void mpu9250_Start(void)
{float pitch,roll,yaw;           //欧拉角uint16_t item = 0;short aacx,aacy,aacz;         //加速度传感器原始数据short gyrox,gyroy,gyroz;        //陀螺仪原始数据short magx,magy,magz;        //陀螺仪原始数据short temp;                     //温度uint8_t err = mpu_dmp_init();while(err)         {   //  printf("mpu_init_err:%d\r\n",err);while(1);}//printf("mpu9250 Start !\r\n");while(1){err = mpu_mpl_get_data(&pitch,&roll,&yaw);//err = mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw);if(err == 0){temp = MPU_Get_Temperature();                                       //得到温度值MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);                          //得到加速度传感器数据MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);                          //得到陀螺仪数据MPU_Get_Magnetometer(&magx,&magy,&magz);                          //得到磁力计数据//printf("[%05d]roll = %f   pitch = %f   yaw = %f (T = %d)\r\n",item++,roll,pitch,yaw,temp);mpu6050_send_data(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz);//发送加速度+陀螺仪原始数据// mpu9250_send_data(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz,magx,magy,magz);//发送加速度+陀螺仪+磁力计原始数据//usart1_report_imu((int)(roll*100),(int)(pitch*100),(int)(yaw*100),0,0);usart1_report_imu(aacx,aacy,aacz,gyrox,gyroy,gyroz,(int)(roll*100),(int)(pitch*100),(int)(yaw*10));}}}

感觉这样每个文件注释修改，还有点不方便太繁杂了，要是直接调用一个文件就能直接使用就好了
懒是进步的动力，我就加了一个头文件和一个c文件，实现如下功能：

1.在官方驱动库里面只要把一些代码注释掉或更改少量代码，包含这个头文件就行，以为这个头文件有他们需要的函数，宏定义等
2.可以使用DMP或者MPL来获取数据
3.同时还具有模拟IIC功能

实测：MPL比DMP更好，短时间偏航 “一动才动”

DMP效果如下：

mpu9250的DMP获取数据效果，短时间偏航变化比MPL大

MPL效果如下：

基于stm32f130rct6主控，九轴传感器mpu9250的mpl，偏航居然能一动才动

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