mpu6050 原理_MPU6050工作原理

MPU6050是一款9轴运动处理传感器。它集成了一个3轴MEMS陀螺仪、一个3轴MEMS加速度计和一个可扩展的DMP(数字运动处理器(DMP))，并可以通过I2C接口与第三方数字传感器(如磁力计)连接。扩展后，9轴信号可以通过其I2C或SPI接口输出(SPI接口仅在MPU-6000中可用)。MPU-6050还可以通过其I2C接口连接非惯性数字传感器，如压力传感器。

要了解MPU6050的工作原理，首先要了解以下两个传感器：

陀螺仪传感器：陀螺仪的原理是旋转物体的转轴指向的方向在不受外力作用时不会改变。根据这个道理，人们用它来保持方向。然后通过各种方法读取轴指示的方向，数据信号自动传输到控制系统。我们骑自行车的时候其实用的就是这个原理。轮子转得越快，就越不容易掉下来，因为车轴有保持水平的力。现代陀螺仪是一种能精确确定运动物体方位的仪器。是现代航空、航海、航天和国防工业中广泛使用的惯性导航仪器。传统惯性陀螺仪主要有机械陀螺仪，机械陀螺仪对工艺结构要求高。20世纪70年代，提出了现代光纤陀螺的基本思想。80年代以后，光纤陀螺发展非常迅速，激光谐振陀螺也有很大发展。光纤陀螺具有结构紧凑、灵敏度高、工作可靠等优点。光纤陀螺在许多领域已经完全取代了传统的机械陀螺，成为现代导航仪器中的关键部件。除了环形激光陀螺之外，光纤陀螺也同时得到了发展。

加速度传感器：加速度传感器是可以测量加速度的传感器。它通常由质量、阻尼器、弹性元件、敏感元件和调节电路组成。加速度过程中，传感器测量质量块上的惯性力，通过牛顿第二定律得到加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器有电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

其实简单来说，在mpu6050中，我们用陀螺传感器测量角度，用加速度传感器测量加速度。

MPU-60X0采用三个16位ADC，分别用于陀螺仪和加速度计，将测量的模拟量转换成可以输出的数字量。为了准确跟踪快速和慢速运动，传感器的测量范围是用户可控的。陀螺仪的测量范围为每秒250、500、1000和2000(dps)，加速度计的测量范围为2、4、8和16g。片内1024字节FIFO有助于降低系统功耗。与所有设备寄存器的通信采用400kHz的I2C接口或1MHz的SPI接口(SPI仅适用于MPU-6000)。对于要求高速传输的应用，可以使用20MHz SPI来读取和中断寄存器。此外，芯片中还嵌入了一个温度传感器和一个工作环境变化只有1%的振荡器。芯片尺寸为440.9mm，采用QFN封装(无引线方形封装)，可承受最大10000g的冲击，具有可编程低通滤波器。至于电源，MPU-60X0可以支持2.5v5%，3.0v5%，或3.3v5%的VDD范围。此外，MPU-6050还有一个VLOGIC引脚，为I2C输出提供逻辑电平。v逻辑电压可以是1.85%或VDD。

作为物理传感器，其工作原理是利用物理效应，如压电效应、磁致伸缩现象、电离、极化、热电、光电、磁电等效应，将被测信号量的微小变化转化为电信号。