//****************************************
// Update to MPU6050 by shinetop
// MCU: STC89C52
// 2012.3.1
// 功能:獲取對應軸的角度
//****************************************
// GY-52 MPU6050 IIC測試程序
// 使用單片機STC89C51
// 晶振：11.0592M
// 顯示：LCD1602
// 編譯環境 Keil uVision2
// 參考宏晶網站24c04通信程序
//****************************************
#include <REG52.H>        
#include <math.h>    //Keil library  
#include <stdio.h>   //Keil library        
#include <INTRINS.H>
float Accel_ax;
float Accel_az;
float Angle;
float  Accel_x;
float  Angle_ax;
float Gyro_y;
//float xx ;  
typedef unsigned char  uchar;
typedef unsigned short ushort;
typedef unsigned int   uint;
//****************************************
// 定義51單片機端口
//****************************************
#define DataPort P0                //LCD1602數據端口
sbit buzz=P1^0;
sbit    SCL=P3^0;                        //IIC時鐘引腳定義
sbit    SDA=P3^1;                        //IIC數據引腳定義
sbit    LCM_RS=P2^6;                //LCD1602命令端口               
sbit    LCM_RW=P2^5;                //LCD1602命令端口               
sbit    LCM_EN=P2^7;                //LCD1602命令端口
//****************************************
// 定義MPU6050內部地址
//****************************************
#define        SMPLRT_DIV                0x19        //陀螺儀采樣率，典型值：0x07(125Hz)
#define        CONFIG                        0x1A        //低通濾波頻率，典型值：0x06(5Hz)
#define        GYRO_CONFIG                0x1B        //陀螺儀自檢及測量范圍，典型值：0x18(不自檢，2000deg/s)
#define        ACCEL_CONFIG        0x1C        //加速計自檢、測量范圍及高通濾波頻率，典型值：0x01(不自檢，2G，5Hz)
#define        ACCEL_XOUT_H        0x3B
#define        ACCEL_XOUT_L        0x3C
#define        ACCEL_YOUT_H        0x3D
#define        ACCEL_YOUT_L        0x3E
#define        ACCEL_ZOUT_H        0x3F
#define        ACCEL_ZOUT_L        0x40
#define        TEMP_OUT_H                0x41
#define        TEMP_OUT_L                0x42
#define        GYRO_XOUT_H                0x43
#define        GYRO_XOUT_L                0x44        
#define        GYRO_YOUT_H                0x45
#define        GYRO_YOUT_L                0x46
#define        GYRO_ZOUT_H                0x47
#define        GYRO_ZOUT_L                0x48
#define        PWR_MGMT_1                0x6B        //電源管理，典型值：0x00(正常啟用)
#define        WHO_AM_I                        0x75        //IIC地址寄存器(默認數值0x68，只讀)
#define        SlaveAddress        0xD0        //IIC寫入時的地址字節數據，+1為讀取
//****************************************
//定義類型及變量
//****************************************
uchar dis[4];                                                        //顯示數字(-511至512)的字符數組
int        dis_data;                                                //變量
//int        Temperature,Temp_h,Temp_l;        //溫度及高低位數據
//****************************************
//函數聲明
//****************************************
void  delay(unsigned int k);                                                                                //延時
//LCD相關函數
void  InitLcd();                                                                                                                //初始化lcd1602
void  lcd_printf(uchar *s,int temp_data);
void  WriteDataLCM(uchar dataW);                                                                        //LCD數據
void  WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc);                                //LCD指令
void  DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData);                        //顯示一個字符
void  DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L);        //顯示字符串
//MPU6050操作函數
void  InitMPU6050();                                                                                                        //初始化MPU6050
void  Delay5us();
void  I2C_Start();
void  I2C_Stop();
void  I2C_SendACK(bit ack);
bit   I2C_RecvACK();
void  I2C_SendByte(uchar dat);
uchar I2C_RecvByte();
void  I2C_ReadPage();
void  I2C_WritePage();
void  display_ACCEL_x();
void  display_ACCEL_y();
void  display_ACCEL_z();
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address);                                                //讀取I2C數據
void  Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data);        //向I2C寫入數據
//****************************************
//整數轉字符串
//****************************************
void lcd_printf(uchar *s,int temp_data)
{
        if(temp_data<0)
        {
                temp_data=-temp_data;
                *s='-';
        }
        else *s=' ';
        *++s =temp_data/100+0x30;
        temp_data=temp_data%100;     //取余運算
        *++s =temp_data/10+0x30;
        temp_data=temp_data%10;      //取余運算
        *++s =temp_data+0x30;         
}
//****************************************
//延時
//****************************************
void delay(unsigned int k)        
{                                                
        unsigned int i,j;                                
        for(i=0;i<k;i++)
        {                        
                for(j=0;j<121;j++);
        }                                                
}
//****************************************
//LCD1602初始化
//****************************************
void InitLcd()                                
{                        
        WriteCommandLCM(0x38,1);        
        WriteCommandLCM(0x08,1);        
        WriteCommandLCM(0x01,1);        
        WriteCommandLCM(0x06,1);        
        WriteCommandLCM(0x0c,1);
        DisplayOneChar(0,0,'A');
        DisplayOneChar(0,1,'G');
}                        
//****************************************
//LCD1602寫允許
//****************************************
void WaitForEnable(void)        
{                                       
        DataPort=0xff;               
        LCM_RS=0;LCM_RW=1;_nop_();
        LCM_EN=1;_nop_();_nop_();
        while(DataPort&0x80);        
        LCM_EN=0;                                
}                                       
//****************************************
//LCD1602寫入命令
//****************************************
void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc)
{                                       
        if(Attribc)WaitForEnable();        
        LCM_RS=0;LCM_RW=0;_nop_();
        DataPort=CMD;_nop_();        
        LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;
}                                       
//****************************************
//LCD1602寫入數據
//****************************************
void WriteDataLCM(uchar dataW)
{                                       
        WaitForEnable();               
        LCM_RS=1;LCM_RW=0;_nop_();
        DataPort=dataW;_nop_();        
        LCM_EN=1;_nop_();_nop_();LCM_EN=0;
}               
//****************************************
//LCD1602寫入一個字符
//****************************************
void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData)
{                                                
        Y&=1;                                                
        X&=15;                                                
        if(Y)X|=0x40;                                       
        X|=0x80;                        
        WriteCommandLCM(X,0);               
        WriteDataLCM(DData);               
}                                                
//****************************************
//LCD1602顯示字符串
//****************************************
void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L)
{
        uchar ListLength=0;
        Y&=0x1;               
        X&=0xF;               
        while(L--)            
        {                       
                DisplayOneChar(X,Y,DData[ListLength]);
                ListLength++;  
                X++;                        
        }   
}
//**************************************
//延時5微秒(STC90C52RC@12M)
//不同的工作環境,需要調整此函數
//當改用1T的MCU時,請調整此延時函數
//**************************************
void Delay5us()
{
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
        _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
//**************************************
//I2C起始信號
//**************************************
void I2C_Start()
{
    SDA = 1;                    //拉高數據線
    SCL = 1;                    //拉高時鐘線
    Delay5us();                 //延時
    SDA = 0;                    //產生下降沿
    Delay5us();                 //延時
    SCL = 0;                    //拉低時鐘線
}
//**************************************
//I2C停止信號
//**************************************
void I2C_Stop()
{
    SDA = 0;                    //拉低數據線
    SCL = 1;                    //拉高時鐘線
    Delay5us();                 //延時
    SDA = 1;                    //產生上升沿
    Delay5us();                 //延時
}
//**************************************
//I2C發送應答信號
//入口參數:ack (0:ACK 1:NAK)
//**************************************
void I2C_SendACK(bit ack)
{
    SDA = ack;                  //寫應答信號
    SCL = 1;                    //拉高時鐘線
    Delay5us();                 //延時
    SCL = 0;                    //拉低時鐘線
    Delay5us();                 //延時
}
//**************************************
//I2C接收應答信號
//**************************************
bit I2C_RecvACK()
{
    SCL = 1;                    //拉高時鐘線
    Delay5us();                 //延時
    CY = SDA;                   //讀應答信號
    SCL = 0;                    //拉低時鐘線
    Delay5us();                 //延時
    return CY;
}
//**************************************
//向I2C總線發送一個字節數據
//**************************************
void I2C_SendByte(uchar dat)
{
    uchar i;
    for (i=0; i<8; i++)         //8位計數器
    {
        dat <<= 1;              //移出數據的最高位
        SDA = CY;               //送數據口
        SCL = 1;                //拉高時鐘線
        Delay5us();             //延時
        SCL = 0;                //拉低時鐘線
        Delay5us();             //延時
    }
    I2C_RecvACK();
}
//**************************************
//從I2C總線接收一個字節數據
//**************************************
uchar I2C_RecvByte()
{
    uchar i;
    uchar dat = 0;
    SDA = 1;                    //使能內部上拉,準備讀取數據,
    for (i=0; i<8; i++)         //8位計數器
    {
        dat <<= 1;
        SCL = 1;                //拉高時鐘線
        Delay5us();             //延時
        dat |= SDA;             //讀數據               
        SCL = 0;                //拉低時鐘線
        Delay5us();             //延時
    }
    return dat;
}
//**************************************
//向I2C設備寫入一個字節數據
//**************************************
void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)
{
    I2C_Start();                  //起始信號
    I2C_SendByte(SlaveAddress);   //發送設備地址+寫信號
    I2C_SendByte(REG_Address);    //內部寄存器地址，
    I2C_SendByte(REG_data);       //內部寄存器數據，
    I2C_Stop();                   //發送停止信號
}
//**************************************
//從I2C設備讀取一個字節數據
//**************************************
uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)
{
        uchar REG_data;
        I2C_Start();                   //起始信號
        I2C_SendByte(SlaveAddress);    //發送設備地址+寫信號
        I2C_SendByte(REG_Address);     //發送存儲單元地址，從0開始        
        I2C_Start();                   //起始信號
        I2C_SendByte(SlaveAddress+1);  //發送設備地址+讀信號
        REG_data=I2C_RecvByte();       //讀出寄存器數據
        I2C_SendACK(1);                //接收應答信號
        I2C_Stop();                    //停止信號
        return REG_data;
}
//**************************************
//初始化MPU6050
//**************************************
void InitMPU6050()
{
        Single_WriteI2C(PWR_MGMT_1, 0x00);        //解除休眠狀態
        Single_WriteI2C(SMPLRT_DIV, 0x07);
        Single_WriteI2C(CONFIG, 0x06);
        Single_WriteI2C(GYRO_CONFIG, 0x18);
        Single_WriteI2C(ACCEL_CONFIG, 0x01);
}
//**************************************
//合成數據
//**************************************
int GetData(uchar REG_Address)
{
        char H,L;
        H=Single_ReadI2C(REG_Address);
        L=Single_ReadI2C(REG_Address+1);
        return (H<<8)+L;   //合成數據
}
//**************************************
//在1602上顯示10位數據
//**************************************
void Display10BitData(int value,uchar x,uchar y)
{
        value/=64;                                                        //轉換為10位數據
        lcd_printf(dis, value);                        //轉換數據顯示
        DisplayListChar(x,y,dis,4);        //啟始列，行，顯示數組，顯示長度
}

float Angle_Calcu()
{ Accel_ax  = GetData(ACCEL_XOUT_H);          //讀取X軸加速度
        Accel_az  = GetData(ACCEL_ZOUT_H);          //讀取z軸加速度
        Angle = (int)(atan(Accel_ax/Accel_az)*180/3.1415926);
                 Accel_x  = GetData(ACCEL_XOUT_H);          //讀取X軸加速度
        Angle_ax = (Accel_x - 1100) /16384;   //去除零點偏移,計算得到角度（弧度）
        Angle_ax = Angle_ax*1.2*180/3.1415926;     //弧度轉換為度,
    return        Angle_ax;