GY91(MPU9250 + BMP280)惯性传感器开发指南

目录

• 参考资料
• I2C
• 设备ID
• 关键数据读取
  • MPU6500：读取加速度数据&换算单位
  • BMP280： 读取温度和气压信息 & 单位换算
• 推荐库

参考资料

参考资料说明：

用户手册时针对电路设计者的，一般时芯片的一些电气特性和经典电路，同时，也会说明该芯片的一些测量精度。

寄存器地图是针对驱动开发者的，主要告诉开发者如何使用（控制和读取）传感器。我们把精力放在寄存器地图这个文档即可。

资料下载：PDF

I2C

MPU9250 是由两个模块（MPU6500+AK8963）组合而成。其中MPU6500可以测量加速度和角加速度（6轴）。AK8963可以测量各个方向磁场数据（3轴）。一共是9轴。

MPU6500的I2C地址为0x68。

BMP280的I2C地址为0x76。

使用树莓派4B可以用以下指令查询：

sudo i2cdetect -y 1 
# 查询数据 最后一个1的含义指的是树莓派的第二个i2c总线，第一个为0
sudo i2cdump -y 1 0x68 
# 后面跟一个地址可查询对应的数据，查询Register Map可以知其具体含义。

设备ID

MPU6500的设备ID是** 0x70**。地址为0x75。

BMP设备ID是0x58，ID地址为0xD0。

可以根据ID判断传感器是否正确连接。

关键数据读取

说明：在读取数据之前，还需要对传感器进行一些参数设定，这个部分可以参考Register Map的提示设定。（比如电源模式，测量精度，FIFO模式等）

MPU6500：读取加速度数据&换算单位

查询手册，找到关键数据的寄存器地址，如下图：

可以知道，测量的数据的起始地址是0x3B，分别是ax, ay, az, gx, gy, gz。每一个数据是16位，也就是2个字节，总测量数据长度是12个字节。在终端中，读取数据如下

利用树莓派的smbus库，可以编写如下代码片段

def readAccel(self): # 这里以读取加速度为例，角加速度同理
    data = bus.read_i2c_block_data(self.address, ACCEL_OUT, 6) # 读取六个字节
    # 这里读取的数据的格式是补码，可以从手册里查询到。
    x = self.dataConv(data[1], data[0]) # 这里需要按照高位数据在高位的规则左位运算，补码
    y = self.dataConv(data[3], data[2]) # 同上
    z = self.dataConv(data[5], data[4]) # 同上
    
    x = round(x*self.ares, 3) # 单位换算&四舍五入
    y = round(y*self.ares, 3) # 同上
    z = round(z*self.ares, 3) # 同上

**这里的单位换算需要根据测量精度乘以对应数值。**这个地方可以这样理解，传感器就像一把尺子，有单位长度（即测量的最小长度）和量程。一把尺子的刻度的数量是固定的，这里的传感器的刻度数量同样固定，不同的是传感器的单位长度是可调整的，根据 单位长度x刻度数量 =量程。 当单位长度变大时，量程也随之变大，但是测量精度会随之下降。反之，量程变小，测量精度提升。

具体代码实现如下：（这里的2G，4G，8G，16G是量程，32768是正刻度数量。）

if afs == AFS_2G: self.ares = 2.0/32768.0
elif afs == AFS_4G: self.ares = 4.0/32768.0
elif afs == AFS_8G: self.ares = 8.0/32768.0
else: #afs == AFS_16G:
  self.ares = 16.0/32768.0

BMP280： 读取温度和气压信息 & 单位换算

具体同上。这里列举一些关键信息如下：

各个数据段含义：

测量精度控制：

具体换算实例

推荐库

(可直接使用或者少量修改可用)

Arduino: https://github.com/thejmart/GY_91-.git

Python: https://github.com/qi-xmu/FaBo9AXIS-MPU9250-Python.git 说明：这个库是克隆别人的，使用的是python2，同时只有MPU9250的代码。可以等我的后期更新。

C/C++: https://github.com/ricardozago/GY91-MPU9250-BMP280.git