树莓派驱动6轴传感器MPU6500与SPI初体验(一)

     手里有一块老版本的树莓派B+，除了点亮个led灯，每怎么玩过，最近看了个视频，8轴载人飞行器，感觉太爽了。视频看出是极客通过无人机DIY出来的，现在城市交通这么拥堵，要是能DIY一个飞行器来做交通工具是不是很拉风（当然前提不考虑空管问题）。不过估算了下，光电机，电调单轴的费用就要10K左右，8轴下来。。。这钱可以买辆汽车了。虽然公司是做硬件产品的，但本人一直从事非嵌入的开发，所以对硬件协议完全没印象。上网搜索了很多资料，没有一个完整的说明。大部分是I2C的例子和说明，少有SPI协议的，偶尔搜索到几个介绍BCM系列SPI编程的，还都是基于系统设备映射脱离驱动完成的，根本就看不懂那一大堆复杂的代码。

     1.6轴传感器

          某宝10多块钱买了一个，MPU6500。

     2.树莓派与SPI协议

        树莓派使用CP2102将串口转接至pc的usb接口。 树莓派GPIO管脚图示，其中化红线的为需要连接mpu6500的管脚，SPI的4根+电源和接地 共6根连线。

 

          SPI协议需要4个管脚进行连接：

                    CS：片选；SCLK：时钟；MOSI：主设备输出从设备输入；MISO：主设备输入，从设备输出；

          对照SPI协议将mpu6500和树莓派连接即可。

      4.设备驱动安装与系统配置

             树莓派B+使用的是BCM 2835的芯片，官方或开源的驱动都支持的很好：

                http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.50.tar.gz

               >tar zxvf bcm2835-1.xx.tar.gz

               >cd bcm2835-1.xx

               >./configure

               > make && make install

          驱动安装完成后，需要让系统启动时自行加载，我的系统使用的是archlinux，修改启动配置：

          #/boot/config.txt

             device_tree_param=spi=on

          # /etc/modules-load.d/raspberrypi.conf
            spi-dev

            spi-bcm2835

          重新启动系统，检查是否spi设备可用：

           > lsmod | grep spi
               spi_bcm2835             7412          #看到这一行，表示系统已加载了spi设备。

        5. MPU6500设备测试程序

          #mpu6500.c

         

#include <bcm2835.h>#include <stdio.h>#include <malloc.h>int main(int argc, char **argv){    if (!bcm2835_init())    {      printf("bcm2835_init failed. Are you running as root??\n");      return 1;    }    if (!bcm2835_spi_begin())    {      printf("bcm2835_spi_begin failedg. Are you running as root??\n");      return 1;    }    bcm2835_spi_setBitOrder(BCM2835_SPI_BIT_ORDER_MSBFIRST);//大小端    bcm2835_spi_setClockDivider(BCM2835_SPI_CLOCK_DIVIDER_256);//SPI速率 1MHZbcm2835_spi_setDataMode(BCM2835_SPI_MODE0);//模式    bcm2835_spi_chipSelect(BCM2835_SPI_CS0);//片选bcm2835_spi_setChipSelectPolarity(BCM2835_SPI_CS0, LOW);//使能片选unsigned char data[2];unsigned char rec[2]={0x00,0x00};unsigned char reg=0x6b;data[0]=0x6b;//PWR_MGMT_1   初始化data[1]=0x80;bcm2835_spi_transfern(data,sizeof(data));delay(100);data[0]=0x68;//SIGNAL_PATH_RESET   初始化data[1]=0x07;bcm2835_spi_transfern(data,sizeof(data));delay(100);data[0]=0x6a;data[1]=0x10|0x8|0x4|0x1;//USER_CTRL 初始化bcm2835_spi_transfern(data,sizeof(data));delay(1000);data[0]=0x75|0x80;bcm2835_spi_transfern(data,sizeof(data));//读取 WHO_AM_I 如果为0x70表示设备正确printf("%x \r\n",data[0]);bcm2835_spi_end();bcm2835_close();    return 0;}

             编译：

                 > gcc -c mpu6500.c

                 > gcc mpu6500.o -lbcm2835 -o mpu6500.exe

             6.BCM2835

              详细的SPI时序图和寄存器说明见官方的RM和PS。由于对SPI完全没印象，走了很多弯路。数据的读写是根据寄存器的第8个位（即bit7）来确定的，0为写，1为读。