# I2C通信下面我们来介绍Viobot的I2C接口的使用 ![](image/image_Q0c-H_pWnD.png) ### 1.接口定义 Viobot面有一个2\*4pin的接口母座，接头我们发货的时候会放在盒子里面的。我们可以看到第一排从左到右引脚分别是GND SCL SDA GND 第二排从左到右分别是RX TX CANL CANH 对应的设备号：IIC6 ### 2.硬件连接我们以MPU9250的模块来做例子，由此也可以推到其他的iic设备。给模块供电后直接把Viobot和MPU9250的SCL、SDA分别对接起来。 ### 3.程序编译测试 linux有自带的linux-I2C可以直接读写iic设备。因为使用的是mpu9250，所以程序里面的寄存器都是针对9250的。程序由三个文件组成，其实主要就是\和\里面的write函数和read函数的简单使用。 #### （1）mpu9250.h 里面定义了mpu9250的一些寄存器地址，以及声明了mpu9250的类： ```c++ #ifndef _MPU9250_H #define _MPU9250_H /*C*/ #include #include #include /*C++*/ #include #include #include #include #include #include /*other*/ #include #include #include #include #include #include /*I2C*/ #include #include #define I2C_DEV "/dev/i2c-6" #define Device_Address 0x68 // #define Device_Address 0x69 //MPU6500的内部寄存器 #define MPU_SELF_TESTX_REG 0X0D //自检寄存器X #define MPU_SELF_TESTY_REG 0X0E //自检寄存器Y #define MPU_SELF_TESTZ_REG 0X0F //自检寄存器Z #define MPU_SELF_TESTA_REG 0X10 //自检寄存器A #define MPU_SAMPLE_RATE_REG 0X19 //采样频率分频器 #define MPU_CFG_REG 0X1A //配置寄存器 #define MPU_GYRO_CFG_REG 0X1B //陀螺仪配置寄存器 #define MPU_ACCEL_CFG_REG 0X1C //加速度计配置寄存器 #define MPU_MOTION_DET_REG 0X1F //运动检测阀值设置寄存器 #define MPU_FIFO_EN_REG 0X23 //FIFO使能寄存器 #define MPU_I2CMST_CTRL_REG 0X24 //IIC主机控制寄存器 #define MPU_I2CSLV0_ADDR_REG 0X25 //IIC从机0器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV0_REG 0X26 //IIC从机0数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV0_CTRL_REG 0X27 //IIC从机0控制寄存器 #define MPU_I2CSLV1_ADDR_REG 0X28 //IIC从机1器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV1_REG 0X29 //IIC从机1数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV1_CTRL_REG 0X2A //IIC从机1控制寄存器 #define MPU_I2CSLV2_ADDR_REG 0X2B //IIC从机2器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV2_REG 0X2C //IIC从机2数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV2_CTRL_REG 0X2D //IIC从机2控制寄存器 #define MPU_I2CSLV3_ADDR_REG 0X2E //IIC从机3器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV3_REG 0X2F //IIC从机3数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV3_CTRL_REG 0X30 //IIC从机3控制寄存器 #define MPU_I2CSLV4_ADDR_REG 0X31 //IIC从机4器件地址寄存器 #define MPU_I2CSLV4_REG 0X32 //IIC从机4数据地址寄存器 #define MPU_I2CSLV4_DO_REG 0X33 //IIC从机4写数据寄存器 #define MPU_I2CSLV4_CTRL_REG 0X34 //IIC从机4控制寄存器 #define MPU_I2CSLV4_DI_REG 0X35 //IIC从机4读数据寄存器 #define MPU_I2CMST_STA_REG 0X36 //IIC主机状态寄存器 #define MPU_INTBP_CFG_REG 0X37 //中断/旁路设置寄存器 #define MPU_INT_EN_REG 0X38 //中断使能寄存器 #define MPU_INT_STA_REG 0X3A //中断状态寄存器 #define MPU_ACCEL_XOUTH_REG 0X3B //加速度值,X轴高8位寄存器 #define MPU_ACCEL_XOUTL_REG 0X3C //加速度值,X轴低8位寄存器 #define MPU_ACCEL_YOUTH_REG 0X3D //加速度值,Y轴高8位寄存器 #define MPU_ACCEL_YOUTL_REG 0X3E //加速度值,Y轴低8位寄存器 #define MPU_ACCEL_ZOUTH_REG 0X3F //加速度值,Z轴高8位寄存器 #define MPU_ACCEL_ZOUTL_REG 0X40 //加速度值,Z轴低8位寄存器 #define MPU_TEMP_OUTH_REG 0X41 //温度值高八位寄存器 #define MPU_TEMP_OUTL_REG 0X42 //温度值低8位寄存器 #define MPU_GYRO_XOUTH_REG 0X43 //陀螺仪值,X轴高8位寄存器 #define MPU_GYRO_XOUTL_REG 0X44 //陀螺仪值,X轴低8位寄存器 #define MPU_GYRO_YOUTH_REG 0X45 //陀螺仪值,Y轴高8位寄存器 #define MPU_GYRO_YOUTL_REG 0X46 //陀螺仪值,Y轴低8位寄存器 #define MPU_GYRO_ZOUTH_REG 0X47 //陀螺仪值,Z轴高8位寄存器 #define MPU_GYRO_ZOUTL_REG 0X48 //陀螺仪值,Z轴低8位寄存器 #define MPU_I2CSLV0_DO_REG 0X63 //IIC从机0数据寄存器 #define MPU_I2CSLV1_DO_REG 0X64 //IIC从机1数据寄存器 #define MPU_I2CSLV2_DO_REG 0X65 //IIC从机2数据寄存器 #define MPU_I2CSLV3_DO_REG 0X66 //IIC从机3数据寄存器 #define MPU_I2CMST_DELAY_REG 0X67 //IIC主机延时管理寄存器 #define MPU_SIGPATH_RST_REG 0X68 //信号通道复位寄存器 #define MPU_MDETECT_CTRL_REG 0X69 //运动检测控制寄存器 #define MPU_USER_CTRL_REG 0X6A //用户控制寄存器 #define MPU_PWR_MGMT1_REG 0X6B //电源管理寄存器1 #define MPU_PWR_MGMT2_REG 0X6C //电源管理寄存器2 #define MPU_FIFO_CNTH_REG 0X72 //FIFO计数寄存器高八位 #define MPU_FIFO_CNTL_REG 0X73 //FIFO计数寄存器低八位 #define MPU_FIFO_RW_REG 0X74 //FIFO读写寄存器 #define MPU_DEVICE_ID_REG 0X75 //器件ID寄存器 //定义数字低通滤波器阈值 #define MPU9250_DLPF_BW_256 0x00 #define MPU9250_DLPF_BW_188 0x01 #define MPU9250_DLPF_BW_98 0x02 #define MPU9250_DLPF_BW_42 0x03 #define MPU9250_DLPF_BW_20 0x04 #define MPU9250_DLPF_BW_10 0x05 #define MPU9250_DLPF_BW_5 0x06 #define gravity 9.8 class MPU9250{ public: MPU9250(); ~MPU9250(); void Init(); void getAccelGyroData(int16_t *AccelGyroData); void MPU9250_Temp_Read(int16_t *TempData); // void MPU9250_Set_ZeroBias(); private: int fd; }; #endif ``` #### （2）mpu9250.cpp mpu9250的类实现，包含了初始化mpu9250、读取加速度和角速度原始数据，以及读取温度数据几个方法： ```c++ #include "MPU9250_demo/mpu9250.h" // #include "mpu9250.h" MPU9250::MPU9250(){ fd = open(I2C_DEV,O_RDWR); if(fd < 0){ // printf("open %s failed\n",I2C_DEV); std::stringstream ss; ss << "Failed to open " << I2C_DEV << " device"; throw std::runtime_error(ss.str()); } int ret = ioctl(fd,I2C_SLAVE,Device_Address); if(ret < 0){ // printf("setenv address faile ret: %x \n", ret); throw std::runtime_error("Failed to set I2C address"); } } MPU9250::~MPU9250(){ close(fd); } void MPU9250::Init(){ char buf[2]; //复位MPU9250 buf[0] = MPU_PWR_MGMT1_REG; buf[1] = 0x80; write(fd,buf,2); //唤醒MPU9250，并选择陀螺仪x轴PLL为时钟源 (MPU9250_RA_PWR_MGMT_1, 0x01) usleep(100 * 1000); buf[0] = MPU_PWR_MGMT1_REG; buf[1] = 0x00; write(fd,buf,2); //禁止中断 usleep(100 * 1000); buf[0] = MPU_INT_EN_REG; buf[1] = 0x18; write(fd, buf, 2); //陀螺仪满量程+-250度/秒 (最低分辨率 = 2^15/250 = 131.072LSB/度/秒 usleep(100 * 1000); buf[0] = MPU_GYRO_CFG_REG; buf[1] = 0x00; write(fd, buf, 2); //加速度满量程+-4g (最低分辨率 = 2^15/4g = 8192/g ) usleep(100 * 1000); buf[0] = MPU_ACCEL_CFG_REG; buf[1] = 0x08; write(fd, buf, 2); //设置陀螺的输出为1kHZ,DLPF=20Hz usleep(100 * 1000); buf[0] = MPU_CFG_REG; buf[1] = MPU9250_DLPF_BW_20; write(fd, buf, 2); //采样分频 (采样频率 = 陀螺仪输出频率 / (1+DIV)，采样频率1000hz） usleep(100 * 1000); buf[0] = MPU_SAMPLE_RATE_REG; buf[1] = 0x00; write(fd, buf, 2); // MPU 可直接访问MPU9250辅助I2C usleep(100 * 1000); buf[0] = MPU_INTBP_CFG_REG; buf[1] = 0x82; write(fd, buf, 2); } /*--------------TEST-------------*/ // addr[0] = MPU_DEVICE_ID_REG; // write(fd,addr,1); // read(fd,buf,1); // printf("%x\r\n",buf[0]); void MPU9250::getAccelGyroData(int16_t *AccelGyroData){ char addr[1]; char buf[6]; addr[0] = MPU_ACCEL_XOUTH_REG; write(fd,addr,1); read(fd,buf,6); AccelGyroData[0] = (int16_t)((buf[0]<<8)|buf[1]); AccelGyroData[1] = (int16_t)((buf[2]<<8)|buf[3]); AccelGyroData[2] = (int16_t)((buf[4]<<8)|buf[5]); addr[0] = MPU_GYRO_XOUTH_REG; write(fd,addr,1); read(fd,buf,6); AccelGyroData[3] = (int16_t)((buf[0]<<8)|buf[1]); AccelGyroData[4] = (int16_t)((buf[2]<<8)|buf[3]); AccelGyroData[5] = (int16_t)((buf[4]<<8)|buf[5]); } void MPU9250::MPU9250_Temp_Read(int16_t *TempData){ char addr[1]; char buf[6]; short data; addr[0] = MPU_TEMP_OUTH_REG; write(fd,addr,1); read(fd,buf,6); data = (int16_t)((buf[0] << 8) | buf[1]); *TempData = 21.0 + ((float)data / 333.87f); } ``` #### （3）mpu9250\_node.cpp 这里加了imu数据转化和话题发送，如果是ROS2可自行把话题发送改成ROS的，不使用ROS直接打印也可以。 ```c++ #include #include #include #include #include #include #include #include "MPU9250_demo/mpu9250.h" int main(int argc,char **argv){ int16_t accelgyrodata[6] = {0}; MPU9250 mpu9250; ros::init(argc,argv,"MPU9250_demo"); ros::NodeHandle nh; mpu9250.Init();//1khz输出频率 ros::Publisher imu_pub = nh.advertise("imu",10); sensor_msgs::Imu imu_msg; ros::Rate loop_rate(1000); while(ros::ok()){ mpu9250.getAccelGyroData(accelgyrodata); imu_msg.header.stamp = ros::Time::now(); imu_msg.header.frame_id = "Imu_frame"; imu_msg.angular_velocity.x = accelgyrodata[3] / 131.072; imu_msg.angular_velocity.y = accelgyrodata[4] / 131.072; imu_msg.angular_velocity.z = accelgyrodata[5] / 131.072; imu_msg.linear_acceleration.x = accelgyrodata[0] / 8192.0 * gravity; imu_msg.linear_acceleration.y = accelgyrodata[1] / 8192.0 * gravity; imu_msg.linear_acceleration.z = accelgyrodata[2] / 8192.0 * gravity; printf("imu_msg.linear_acceleration.x = %lf\n",imu_msg.linear_acceleration.x); printf("imu_msg.linear_acceleration.y = %lf\n",imu_msg.linear_acceleration.y); printf("imu_msg.linear_acceleration.z = %lf\n",imu_msg.linear_acceleration.z); printf("imu_msg.angular_velocity.x = %lf\n",imu_msg.angular_velocity.x); printf("imu_msg.angular_velocity.y = %lf\n",imu_msg.angular_velocity.y); printf("imu_msg.angular_velocity.z = %lf\n",imu_msg.angular_velocity.z); imu_pub.publish(imu_msg); loop_rate.sleep(); } } ``` #### （4）效果展示这个代码效果就是不断的读取mpu9250的数据并打印到终端 ![](image/image_FjhvqQtDNg.png)