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ESP-Drone四旋翼无人机控制板上的MPU6050陀螺仪芯片I2C总线测试

2023-05-16

1、摘要

一款新的控制板卡在第一次使用时，都需要进行硬件功能的测试，以确保所有的硬件都能够正常工作后，才可以进入后续的软件编程阶段，ESP-Drone四旋翼无人机的控制板使用了mpu6050陀螺仪芯片作为惯性导航的传感器芯片，其可以用来测量无人机X、Y、Z方向的偏转角度和加速度信息，从而确定无人机的姿态，从而为控制系统提供控制无人机飞行的决策数据，mpu6050使用I2C总线与主控芯片进行通信，因此首先要做的工作就是测试主控芯片是否能够通过I2C总线来读取mpu6050芯片中的数据。

2、I2C总线测试过程记录

第1步，启动Eclipse集成编程环境。

第2步，基于ESP-IDF模版创建一个基于I2C的软件工程。

 

如图2-1所示，点击”File->Project”菜单进入软件工程创建界面。

 

如图2-2所示，点击“Espressif IDF Project”菜单，然后点击“Finish”进入下一步。

 如图2-3所示，输入一个软件工程的名称，然后点击“Finish”进入下一步，如果在后续的步骤中选择基于软件模板方式创建软件工程的话，在这里输入的名称会被模板中的软件工程名称所替换。

 如图2-4所示，勾选模板创建工程方式选项，找到“i2c_simple”软件工程模板，然后点击”Finish“进入下一步。

 如图2-5所示，为创建好的软件工程，设置当前板卡所使用的处理器类型为esp32s2。

如图2-6所示，准备修改一下软件工程的名称，移动光标至击侧的软件工程管理界面的软件工程名称位置，点击鼠标右键弹开软件工程属性修改界面，然后点击”Rename“菜单进入软件工程名称修改界面。

 

如图2-7所示，输入新的软件工程名称，然后点击“OK“返回。

 

如图2-8所示，软件工程名称修改完成，本次修改非必需要做，也可以不做修改。

 

如图2-9所示，用上述步骤同样的方法将”main”目录下的文件“i2c_simple_main.c”改为”i2c_mpu6050_main.c”,当然也可以不做修改，本次修改的目的主要是为了区别软件工程的作用。

 

如图2-10所示，打开“main”目录下的”CmakeList.txt”文件，修改一下主函数文件的文件名为“i2c_mpu6050_main.c”，如果不做修改，后续编译会报错。

第3步，编译软件工程。

 

如图3-1所示，输入“Ctrl+B”快捷键进行软件工程编译。 

如图3-2所示，等待几分种，软件工程编译完成。

第4步，配置I2C总线。

 如图4-1所示，从原理图种获取mpu6050处理器所使用的I2C总线端口信息。

 

如图4-2所示，打开“sdkconfig”文件，配置号I2C端口所使用的GPIO端口号。

第5步，重新编译软件工程。

如图5-1所示，再次输入“Ctrl+B”快捷键，等待一会儿，软件工程编译完成。

第6步，下载代码运行测试。

 

 如图6-1所示，代码下载完成。

第7步，利用Eclipse中的串口监视窗口查看软件运行结果。

 如图7-1所示，点击“Window->Show->Termianl”菜单调出终端显示界面工具栏。

 如图7-2所示，在调试Eclipse主窗口的下部出现了“Terminal”栏目项。

 

 如图7-4所示，设置好软件工程名称和当前所使用的串口号，然后点击“OK“进入下一步。

 如图7-4所示，稍等片刻后，串口出现程序运行的Log信息。

碰巧的是该软件工程原来是针对mpu9250陀螺仪芯片而设计，而mpu9250正好是由mpu6050和另外一颗磁力计芯片组合封装而成，所示针对可以将此软件工程作为直接控制mpu6050的软件工程来使用，只要配置好I2C总线即可。

如图7-4所示，已经正确读到了芯片的ID信息16进制数68。

至此，esp32s2芯片针对mpu6050的i2c总线驱动配置成功，并且验证了硬件板卡上的mpu6050芯片已经正常工作，可以进行下一步的软件调试了。

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