MPU6500 这个51程序如何修改为AI8051U程序

香河英***

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// Update to MPU6050 by shinetop
// MCU: STC89C52
// 2012.3.1
// 功能: 显示加速度计和陀螺仪的10位原始数据
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// 使用单片机STC89C52
// 晶振：11.0592M
// 显示：串口
// 编译环境 Keil uVision2
//****************************************
#include <REG52.H>       
#include <math.h>    //Keil library  
#include <stdio.h>   //Keil library       
#include <INTRINS.H>
typedef unsigned char  uchar;
typedef unsigned short ushort;
typedef unsigned int   uint;
//****************************************
// 定义51单片机端口
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sbit    SCL=P1^5;                        //IIC时钟引脚定义
sbit    SDA=P1^4;                        //IIC数据引脚定义
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// 定义MPU6050内部地址
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#define        SMPLRT_DIV                0x19        //陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz)
#define        CONFIG                        0x1A        //低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz)
#define        GYRO_CONFIG                0x1B        //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s)
#define        ACCEL_CONFIG        0x1C        //加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01(不自检，2G，5Hz)
#define        ACCEL_XOUT_H        0x3B
#define        ACCEL_XOUT_L        0x3C
#define        ACCEL_YOUT_H        0x3D
#define        ACCEL_YOUT_L        0x3E
#define        ACCEL_ZOUT_H        0x3F
#define        ACCEL_ZOUT_L        0x40
#define        TEMP_OUT_H                0x41
#define        TEMP_OUT_L                0x42
#define        GYRO_XOUT_H                0x43
#define        GYRO_XOUT_L                0x44       
#define        GYRO_YOUT_H                0x45
#define        GYRO_YOUT_L                0x46
#define        GYRO_ZOUT_H                0x47
#define        GYRO_ZOUT_L                0x48
#define        PWR_MGMT_1                0x6B        //电源管理，典型值：0x00(正常启用)
#define        WHO_AM_I                0x75        //IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读)
#define        SlaveAddress        0xD0        //IIC写入时的地址字节数据，+1为读取
//**************************************************************************************************
//定义类型及变量
//**************************************************************************************************
uchar dis[6];                                        //显示数字(-511至512)的字符数组
int        dis_data;                                        //变量
//**************************************************************************************************
//函数声明
//**************************************************************************************************
void  Delay5us();
void  delay(unsigned int k);                                                                                //延时                                               
void  lcd_printf(uchar *s,int temp_data);
//********************************MPU6050操作函数***************************************************
void  InitMPU6050();                                                                                        //初始化MPU6050
void  I2C_Start();
void  I2C_Stop();
void  I2C_SendACK(bit ack);
bit   I2C_RecvACK();
void  I2C_SendByte(uchar dat);
uchar I2C_RecvByte();
void  I2C_ReadPage();
void  I2C_WritePage();

void  display_ACCEL_x();
void  display_ACCEL_y();
void  display_ACCEL_z();
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address);                                                //读取I2C数据
void  Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data);            //向I2C写入数据
//********************************************************************************
//整数转字符串
//********************************************************************************
void lcd_printf(uchar *s,int temp_data)
{
        if(temp_data<0)
        {
                temp_data=-temp_data;
                *s='-';
        }
        else *s=' ';

        *++s =temp_data/10000+0x30;
        temp_data=temp_data%10000;     //取余运算

        *++s =temp_data/1000+0x30;
        temp_data=temp_data%1000;     //取余运算

        *++s =temp_data/100+0x30;
        temp_data=temp_data%100;     //取余运算
        *++s =temp_data/10+0x30;
        temp_data=temp_data%10;      //取余运算
        *++s =temp_data+0x30;        
}
//******************************************************************************************************
//串口初始化
//*******************************************************************************************************
void init_uart()
{
        TMOD=0x21;                               
        TH1=0xfd;                //实现波特率9600（系统时钟11.0592MHZ）               
        TL1=0xfd;               
               
        SCON=0x50;
        PS=1;      //串口中断设为高优先级别
        TR0=1;           //启动定时器                       
        TR1=1;
        ET0=1;     //打开定时器0中断                       
        ES=1;       
        EA=1;
}
//*************************************************************************************************
//串口发送函数
//*************************************************************************************************
void  SeriPushSend(uchar send_data)
{
    SBUF=send_data;  
        while(!TI);TI=0;          
}
//*************************************************************************************************
//************************************延时*********************************************************
//*************************************************************************************************
void delay(unsigned int k)       
{                                               
        unsigned int i,j;                               
        for(i=0;i<k;i++)
        {                       
                for(j=0;j<121;j++);
        }                                               
}
//************************************************************************************************
//延时5微秒(STC90C52RC@12M)
//不同的工作环境,需要调整此函数
//注意当改用1T的MCU时,请调整此延时函数
//************************************************************************************************
void Delay5us()
{
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
//*************************************************************************************************
//I2C起始信号
//*************************************************************************************************
void I2C_Start()
{
    SDA = 1;                    //拉高数据线
    SCL = 1;                    //拉高时钟线
    Delay5us();                 //延时
    SDA = 0;                    //产生下降沿
    Delay5us();                 //延时
    SCL = 0;                    //拉低时钟线
}
//*************************************************************************************************
//I2C停止信号
//*************************************************************************************************
void I2C_Stop()
{
    SDA = 0;                    //拉低数据线
    SCL = 1;                    //拉高时钟线
    Delay5us();                 //延时
    SDA = 1;                    //产生上升沿
    Delay5us();                 //延时
}
//**************************************************************************************************
//I2C发送应答信号
//入口参数:ack (0:ACK 1:NAK)
//**************************************************************************************************
void I2C_SendACK(bit ack)
{
    SDA = ack;                  //写应答信号
    SCL = 1;                    //拉高时钟线
    Delay5us();                 //延时
    SCL = 0;                    //拉低时钟线
    Delay5us();                 //延时
}
//****************************************************************************************************
//I2C接收应答信号
//****************************************************************************************************
bit I2C_RecvACK()
{
    SCL = 1;                    //拉高时钟线
    Delay5us();                 //延时
    CY = SDA;                   //读应答信号
    SCL = 0;                    //拉低时钟线
    Delay5us();                 //延时
    return CY;
}
//*****************************************************************************************************
//向I2C总线发送一个字节数据
//*****************************************************************************************************
void I2C_SendByte(uchar dat)
{
    uchar i;
    for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
    {
        dat <<= 1;              //移出数据的最高位
        SDA = CY;               //送数据口
        SCL = 1;                //拉高时钟线
        Delay5us();             //延时
        SCL = 0;                //拉低时钟线
        Delay5us();             //延时
    }
    I2C_RecvACK();
}
//*****************************************************************************************************
//从I2C总线接收一个字节数据
//******************************************************************************************************
uchar I2C_RecvByte()
{
    uchar i;
    uchar dat = 0;
    SDA = 1;                    //使能内部上拉,准备读取数据,
    for (i=0; i<8; i++)         //8位计数器
    {
        dat <<= 1;
        SCL = 1;                //拉高时钟线
        Delay5us();             //延时
        dat |= SDA;             //读数据               
        SCL = 0;                //拉低时钟线
        Delay5us();             //延时
    }
    return dat;
}
//*****************************************************************************************************
//向I2C设备写入一个字节数据
//*****************************************************************************************************
void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)
{
    I2C_Start();                  //起始信号
    I2C_SendByte(SlaveAddress);   //发送设备地址+写信号
    I2C_SendByte(REG_Address);    //内部寄存器地址，
    I2C_SendByte(REG_data);       //内部寄存器数据，
    I2C_Stop();                   //发送停止信号
}
//*******************************************************************************************************
//从I2C设备读取一个字节数据
//*******************************************************************************************************
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)
{
        uchar REG_data;
        I2C_Start();                   //起始信号
        I2C_SendByte(SlaveAddress);    //发送设备地址+写信号
        I2C_SendByte(REG_Address);     //发送存储单元地址，从0开始       
        I2C_Start();                   //起始信号
        I2C_SendByte(SlaveAddress+1);  //发送设备地址+读信号
        REG_data=I2C_RecvByte();       //读出寄存器数据
        I2C_SendACK(1);                //接收应答信号
        I2C_Stop();                    //停止信号
        return REG_data;
}
//******************************************************************************************************
//初始化MPU6050
//******************************************************************************************************
void InitMPU6050()
{
        Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00);        //解除休眠状态
        Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07);
        Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06);
        Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18);
        Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01);
}
//******************************************************************************************************
//合成数据
//******************************************************************************************************
int GetData(uchar REG_Address)
{
        uchar H,L;
        H=Single_ReadI2C(REG_Address);
        L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
        return ((H<<8)+L);   //合成数据
}
//******************************************************************************************************
//超级终端（串口调试助手）上显示10位数据
//******************************************************************************************************
void Display10BitData(int value)
{  uchar i;
//        value/=64;                                                        //转换为10位数据
        lcd_printf(dis, value);                        //转换数据显示
        for(i=0;i<6;i++)
        {
    SeriPushSend(dis[i]);
    }

  //         DisplayListChar(x,y,dis,4);        //启始列，行，显示数组，显示长度
}
//*******************************************************************************************************
//主程序
//*******************************************************************************************************
void main()
{
        delay(500);                //上电延时               
        init_uart();
        InitMPU6050();        //初始化MPU6050
        delay(150);
        while(1)
        {
       
                Display10BitData(GetData(ACCEL_XOUT_H));        //显示X轴加速度
                Display10BitData(GetData(ACCEL_YOUT_H));        //显示Y轴加速度
                Display10BitData(GetData(ACCEL_ZOUT_H));        //显示Z轴加速度
                Display10BitData(GetData(GYRO_XOUT_H));                //显示X轴角速度
                Display10BitData(GetData(GYRO_YOUT_H));                //显示Y轴角速度
                Display10BitData(GetData(GYRO_ZOUT_H));                //显示Z轴角速度

                SeriPushSend(0x0d);
        SeriPushSend(0x0a);//换行，回车
                delay(2000);
        }
}

国芯人***

要将原本为STC89C52单片机编写的MPU6500（应为MPU6050）的51程序修改为适用于 AI8051U 的程序，我们需要从以下几个方面进行调整：

一、AI8051U 简介

AI8051U 是由阿里平头哥推出的一款基于8051架构的增强型微控制器，具备以下特点：
兼容标准8051指令集；
支持更高的主频（通常可达 64MHz）；
提供增强型外设接口（如支持DMA、增强型定时器、更灵活的串口配置等）；
提供专用SDK和编译工具链（如CDK）；
支持C语言开发（Keil C51兼容）。

二、原程序分析

原程序使用标准8051架构的STC89C52，主要功能包括：
使用软件模拟I2C通信；
初始化MPU6050传感器；
读取加速度计与陀螺仪的原始数据；
使用串口输出数据。

关键点如下：
使用 sbit 定义I2C引脚；
使用标准头文件（reg51.h）；
使用软件模拟I2C通信；
使用串口输出调试信息。

三、移植到AI8051U的要点

1. 替换头文件

AI8051U 提供专用的头文件，如 ai8051u.h，应替换原程序中的 reg51.h。

c
include "ai8051u.h"
复制代码

2. 修改晶振配置

原程序使用的是 11.0592MHz 晶振，而AI8051U通常使用 24MHz 或 64MHz。需修改晶振定义以确保串口波特率正确。

c
define FOSC 64000000UL
复制代码

3. 修改串口初始化代码

AI8051U 支持增强型串口，需根据其寄存器配置重新设置串口波特率、工作模式等。

示例串口初始化函数：

c
void UARTInit() {
    SCON = 0x50;            // 8位数据, 1位停止位, 无校验位
    PCON |= 0x80;           // 波特率加倍
    BDR = 64000000 / 115200 / 2; // 设置波特率
    ES = 1;                 // 使能串口中断
    EA = 1;                 // 使能总中断
}
复制代码

4. 修改I2C通信部分

原程序使用P1^4和P1^5模拟I2C通信。AI8051U支持硬件I2C接口，建议使用硬件I2C以提高效率和稳定性。

若继续使用软件模拟，引脚定义需确认是否支持位寻址，或使用GPIO驱动函数。

示例硬件I2C初始化（具体寄存器请参考官方手册）：

c
void I2CInit() {
    I2CCON = 0x40;         // 使能I2C模块
    I2CCLK = 0x0F;         // 设置I2C时钟
}
复制代码

5. 修改延时函数

原程序可能使用简单循环实现延时，但在AI8051U中，由于主频不同，需重新计算延时或使用系统提供的定时器。

c
void DelayMs(uint ms) {
    while (ms--) {
        uint i = 12000;     // 根据主频调整
        while (i--);
    }
}
复制代码

6. 修改全局变量和类型定义

确保类型定义与目标平台一致：

c
typedef unsigned char  uchar;
typedef unsigned short ushort;
typedef unsigned int   uint;
复制代码

四、主要代码修改示例

1. 引脚定义（模拟I2C）

若继续使用软件模拟I2C：

c
sbit SCL = P1^5;
sbit SDA = P1^4;
复制代码

若使用硬件I2C，则无需定义。

2. 主函数结构

c
void main() {
    UARTInit();
    I2CInit();
    MPU6050Init();
    while (1) {
        ReadMPU6050Data();
        SendData();
        DelayMs(100);
    }
}
复制代码

3. MPU6050寄存器写入函数

```c
void MPU6050WriteReg(uchar reg, uchar data) {
    I2CStart();
    I2CSendByte(MPU6050ADDR

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]