学习STM32的人体活动传感器

人体活动传感器（Human Activity Sensor）是一种用于检测和测量人体活动的设备。它可以通过监测人体的运动、姿势和生理变化来识别和分析人体的活动状态。在STM32学习中，我们可以使用不同的传感器，如加速度计、陀螺仪和心率传感器来实现人体活动的监测和分析。本文将详细介绍如何使用STM32微控制器与加速度计传感器结合，实现人体活动的检测和显示。

首先，我们需要准备以下材料和设备：

1. STM32F4发展板
2. MPU6050加速度计和陀螺仪模块
3. USB数据线

接下来，我们将使用STM32CubeMX软件进行工程的初始化配置。打开软件并创建一个新工程，选择目标板型号为STM32F407VG，并选择使用C语言和HAL库。接着，配置GPIO引脚和I2C外设以便与MPU6050通信。点击"GPIO"选项卡，将PB6和PB7配置为I2C1引脚，并设置引脚模式为复用开漏。然后，点击"I2C1"选项卡，选择I2C时钟频率，并启用I2C总线的DMA传输模式。

完成配置后，点击"Project"选项卡，选择生成代码。在生成的代码中，可以看到初始化I2C外设的代码和配置MPU6050的函数。接下来，我们将编写代码来初始化MPU6050，并读取加速度计的数据。

首先，打开main.c文件，找到main函数的位置。在函数中添加以下代码：

#include "stdio.h"
#include "mpu6050.h"

MPU6050_HandleTypeDef mpu6050;

int main(void)
{
  // 初始化MPU6050
  MPU6050_Init(&mpu6050);

  while (1)
  {
    // 读取加速度计数据
    int16_t accel_data[3];
    MPU6050_ReadAccel(&mpu6050, accel_data);

    // 显示加速度计数据
    printf("Accel: X=%d, Y=%d, Z=%d\n", accel_data[0], accel_data[1], accel_data[2]);
  }
}

在代码中，我们首先包含了stdio.h和mpu6050.h头文件，以便使用printf函数和MPU6050库中的函数。然后，定义了一个MPU6050_HandleTypeDef类型的变量mpu6050，并在main函数中初始化了MPU6050传感器。

在while循环中，我们使用MPU6050_ReadAccel函数读取加速度计的数据，并将数据存储在accel_data数组中。然后，我们使用printf函数将加速度计数据打印到终端窗口中。

接下来，我们需要编写MPU6050库的源代码。创建一个新文件mpu6050.c，并在其中添加以下代码：

#include "mpu6050.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"

#define MPU6050_ADDR 0x68

void MPU6050_Init(MPU6050_HandleTypeDef *mpu6050)
{
  MPU6050_WriteReg(mpu6050, 0x6B, 0x00); // 重置MPU6050
  HAL_Delay(100); // 延时等待传感器初始化

  MPU6050_WriteReg(mpu6050, 0x1C, 0x10); // 设置加速度计量程为+-8g
  MPU6050_WriteReg(mpu6050, 0x1B, 0x10); // 设置陀螺仪量程为+-1000度/秒
}

void MPU6050_WriteReg(MPU6050_HandleTypeDef *mpu6050, uint8_t reg_addr, uint8_t reg_value)
{
  HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, MPU6050_ADDR, reg_addr, 1, ®_value, 1, 100);
}

void MPU6050_ReadAccel(MPU6050_HandleTypeDef *mpu6050, int16_t *accel_data)
{
  uint8_t raw_data[6];
  HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, MPU6050_ADDR, 0x3B, 1, raw_data, 6, 100);

  accel_data[0] = (int16_t)((raw_data[0] << 8) | raw_data[1]);
  accel_data[1] = (int16_t)((raw_data[2] << 8) | raw_data[3]);
  accel_data[2] = (int16_t)((raw_data[4] << 8) | raw_data[5]);
}

在代码中，我们首先包含了mpu6050.h头文件和stm32f4xx_hal.h头文件，以便使用HAL库中的函数。然后，定义了MPU6050的I2C地址为0x68，并实现了MPU6050_Init、MPU6050_WriteReg和MPU6050_ReadAccel函数。

MPU6050_Init函数用于初始化MPU6050传感器。在函数中，我们首先使用MPU6050_WriteReg函数重置MPU6050，并延时100ms等待传感器初始化完成。然后，我们设置加速度计和陀螺仪的量程。

MPU6050_WriteReg函数用于向MPU6050写入寄存器值。函数中使用HAL库中的HAL_I2C_Mem_Write函数进行I2C通信。

MPU6050_ReadAccel函数用于读取加速度计的数据。函数中使用HAL库中的HAL_I2C_Mem_Read函数进行I2C通信，读取原始的加速度计数据。然后，将原始数据转换为16位有符号整数，并存储在accel_data数组中。

完成代码编写后，我们需要将工程编译并下载到STM32F4发展板中。通过USB数据线将发展板连接到电脑，并使用串口调试工具打开串口终端，在终端中可以看到加速度计数据的输出。

本文介绍了如何使用STM32微控制器和MPU6050加速度计传感器实现人体活动的检测和显示。通过学习和实践，我们可以进一步深入理解STM32的应用和人体活动传感器的原理和实现方式。