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陀螺仪与MPU6050实验报告

【实验目标】 熟悉陀螺仪工作原理，了解不同种类陀螺仪之间的差异；熟悉MPU6050的输出形式，熟悉MPU6050的通信方法；掌握STM32F10xx系列微控制器上陀螺仪的接口配置与数据采集过程。

【实验原理】 陀螺仪（gyroscope）是角运动检测装置。传统陀螺仪通过检测高速回转体的动量矩，感知其相对于惯性参考系的角运动，输出角速度信息。机械式陀螺仪因制造工艺复杂、精度低、体积大而逐渐被MEMS（微机电）陀螺仪取代。MEMS陀螺仪采用微型机电结构，具有高精度、小体积、低功耗等优点。

MPU6050是一款集成6轴运动传感器，包含3轴MEMS陀螺仪、3轴加速度计和可扩展的DMP（数字运动处理器）。其I2C接口支持最高达400kHz的通信速度，可与其他传感器连接。MPU6050的I2C地址由AD0引脚确定，默认为0xD0，AD0接地时设备地址为0x68。

硬件连接图显示MPU6050与主控板的接口配置。软件流程图展示了从MPU6050读取数据到显示屏的整个过程。

【实验环境】 硬件设备：双轮自平衡机器人，配备MPU6050模块。 软件环境：Keil 5 IDE

【实验步骤】 第一步：配置工程环境 工程模板包含USER、HARDWARE、SYSTEM、CORE、FWLib文件夹。HARDWARE文件夹下新建mpu6050.c文件，与之对应的MPU6050.h文件包含寄存器地址和宏定义。

第二步：编写寄存器读取函数 完成以下函数开发：

第三步：编写主程序 在main.c中：

第四步：编译并下载 通过Keil编译环境完成程序编译和下载，确保仿真器与小车连接正确。

【实验现象】 OLED显示屏显示陀螺仪读数，手动操作车身可观察数值变化。

【思考题】

简答题： 机械陀螺仪的工作原理是基于离心力。当陀螺仪快速旋转时，其旋转轴方向不变。利用这种特性，机械陀螺仪可以用于保持方向。

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