运行 Motion Driver 6.12 的 MCU 的硬件要求

• Flash和RAM
  • 16位MCU：128k Flash , 128k RAM
  • 32位MCU：68k Flash, 10k RAM
• Long Long 支持数据格式
• 中断
• 采样率 传感器融合需要来自MCU大量的计算能力。这将影响每个样本的处理量，并限制采样率。确保每帧数据都能及时处理。

MD6.12 驱动层（Driver Layer）包含的文件：

• inv_mpu 包括底层驱动I2C读写、时钟、日志打印等功能，这也是我们移植时需要适应平台的一部分。
• inv_mpu_dmp_motion_driver 包含dmp图像和配置图像驱动程序dmp的API。
• dmpKey.h 包含DMP特性的DMP定义内存位置
• dmpmap.h 包含DMP定义内存位置

移植时，我们需要根据自己的平台提供以下内容API给MD6.12使用：

• #define i2c_write msp430_i2c_write
• #define i2c_read msp430_i2c_read
• #define delay_ms msp430_delay_ms
• #define get_ms msp430_get_clock_ms
• #define log_i MPL_LOGI
• #define log_e MPL_LOGE *以上是msp430平台0平台的函数定义改成自己的名字就行了。这里我叫它

#define i2c_write esp32_i2c_write #define i2c_read esp32_i2c_read #define delay_ms esp32_delay_ms #define get_ms esp32_get_clock_ms 

i2c_write/i2c_read: 输入以下四个参数：

• unsigned char slave_addr：器件地址
• unsigned char reg_addr：寄存器地址
• unsigned char length：数据长度
• unsigned char *dta：数据buffer

对于I2C读写函数，ESP32 IDF平台调用官方的 i2c 基本读写命令即可：

int esp32_i2c_write(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char length, unsigned char const *data)
{ 
        
    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, (slave_addr << 1) | WRITE_BIT, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_write_byte(cmd, reg_addr, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_write(cmd, data, length, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_stop(cmd);
    esp_err_t ret = i2c_master_cmd_begin(0, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);
    // printf("esp32_i2c_write\n");
    return ret;
}

int esp32_i2c_read(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr, unsigned char length, unsigned char *data)
{ 
        
    if (length == 0) { 
        
        return ESP_OK;
    }
    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, (slave_addr << 1) | WRITE_BIT, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_write_byte(cmd, reg_addr, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, (slave_addr << 1) | READ_BIT, ACK_CHECK_EN);
    if (length > 1) { 
        
        i2c_master_read(cmd, data, length - 1, ACK_VAL);
    }
    i2c_master_read_byte(cmd, data + length - 1, NACK_VAL);
    i2c_master_stop(cmd);
    esp_err_t ret = i2c_master_cmd_begin(0, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);
    return ret;
}

delay_ms：延时ms 延时也采用官方的延时函数：

int esp32_delay_ms(unsigned long num_ms)
{ 
        
    vTaskDelay(num_ms / portTICK_RATE_MS);
    return 0;
}

get_ms：获取时间

int esp32_get_clock_ms(unsigned long *count)
{ 
        
    *count = (unsigned long)esp_timer_get_time();
    return 0;
}

log_i/log_e: 打印信息和错误 直接用printf就行。就不区分信息还是错误了。

#define log_i printf
#define log_e printf

MPL库是专有Invense运动应用程序算法的核心，由Mllite和MPL目录组成。MPL不需要移植。您可能需要包含特定于系统的头文件，以支持mllite包中的memcpy、memset等函数调用。

包含从MPL库获取各种数据的API。

移植的过程我是参考小马哥STM32课程系列直播-第十一讲（MPU6050 官方DMP库的移植），小马哥是移植MPL到STM32，因为基本的过程是差不多的，只是一些细节略有差异，现在将移植的过程记录如下：

1 首先需要选择器件 因为这个驱动是支持多种MCU(MSP430、UC3L0) 和 MPU(MPU9150、MPU6050、MPU9250等) 的，所以文件中有很多条件编译。我们需要选择在某一个器件的基础上进行移植。 在“ inv_mpu.h ”添加宏定义即可： c #define MOTION_DRIVER_TARGET_MSP430 #define MPU6050 2 将msp430相关的头文件注释掉，由于IDF平台是在make时会自己索引平台驱动，所以这里我们只需要注释掉就行。

// #include "msp430.h"
// #include "msp430_i2c.h"
// #include "msp430_clock.h"
// #include "msp430_interrupt.h"
···

首先修改上述基于平台的功能函数宏定义,改为   
```c  
#include "empl_driver.h"
#define i2c_write esp32_i2c_write
#define i2c_read esp32_i2c_read
#define delay_ms esp32_delay_ms
#define get_ms esp32_get_clock_ms

我的处理是将上诉函数全部打包在一个名为 empl_driver.c 的文件中，在 inv_mpu.c 包含 empl_driver.h 即可。具体的函数实现见 1.3.1 MD6.12 驱动层（Driver Layer）。

将 结构体 gyro_reg_s 的 accel_cfg2 、 lp_accel_odr 与 accel_intel成员注释掉。

mpu_init mpu初始化函数: struct int_param_s *int_param是用于中断API的平台特定参数。为了简化可以不传入此参数，所以需要将函数定义改为：

int mpu_init(void);

同时返回此参数的部分需要注释掉

    // if (int_param)
    // reg_int_cb(int_param);

1 选择器件 相同的，在 inv_mpu_dmp_motion_driver.h 中加上宏定义：

#define MOTION_DRIVER_TARGET_MSP430

2 与 inv_mpu.c 的移植一样，需要注释掉与 MSP430 相关的头文件包含。

// #include "msp430.h"
// #include "msp430_clock.h" 

并将相关的功能函数改成 ESP32 平台的

#define delay_ms esp32_delay_ms
#define get_ms esp32_get_clock_ms
#define log_i printf
#define log_e printf

记得加上我们的库函数文件包含：

#include "empl_driver.h"

需要注释掉其中一个空载函数 __no_operation();

为了方便的使用，将MD5.1.3版本下的 simple_apps\msp430\motion_driver_test.c 相关功能函数封装一下。 这一部分与小马哥的视频基本上一致，只在头文件与宏定义上需要根据自己的平台修改。 修改后将名字改为 mpu_dmp_driver.c 并添加对应的头文件 mpu_dmp_driver.h 方便后续包含使用。

同样注释掉之前与平台相关的头文件，包含ESP32平台头文件

#include <math.h>

// #include "USB_eMPL/descriptors.h"

// #include "USB_API/USB_Common/device.h"
// #include "USB_API/USB_Common/types.h"
// #include "USB_API/USB_Common/usb.h"

// #include "F5xx_F6xx_Core_Lib/HAL_UCS.h"
// #include "F5xx_F6xx_Core_Lib/HAL_PMM.h"
// #include "F5xx_F6xx_Core_Lib/HAL_FLASH.h"

// #include "USB_API/USB_CDC_API/UsbCdc.h"
// #include "usbConstructs.h"

// #include "msp430.h"
// #include "msp430_clock.h"
// #include "msp430_i2c.h"
// #include "msp430_interrupt.h" 

#include "esp_system.h"
#include "mpu_dmp_driver.h"
#include "empl_driver.h"

math 用于姿态角的计算。

值得注意的是，MPU6050数据率在DEFAULT_MPU_HZ宏定义中设置：

#define DEFAULT_MPU_HZ (100) // 设置MPU6050的输出数据率为100Hz

官方示例程序是有与之对应的上位机的，是有Python实现，基于pygame。不过我跑了一下跑不通，因为我的Python水平很差，所以也懒得去研究，自己写了一个简单的显示姿态的上位机用于测试。比研究别人的实现更省时间。

motion_driver_test.c中很大一部分代码用于与上位机通信，我们直接将相关的部分注释掉就行。在数据定义部分，需要注释的有：

// 通信数据包定义
// enum packet_type_e { 
        
// PACKET_TYPE_ACCEL,
// PACKET_TYPE_GYRO,
// PACKET_TYPE_QUAT,
// PACKET_TYPE_TAP,
// PACKET_TYPE_ANDROID_ORIENT,
// PACKET_TYPE_PEDO,
// PACKET_TYPE_MISC
// };

1 删 注释掉与通信相关的函数：

// 发包函数 
// void send_packet(char packet_type, void *data) 
// 收包函数 
// static void handle_input(void)

用不到的函数：

值得注意的是 DMP 是通过中断通知 MPU 姿态角数据准备好了，所以需要将 MPU6050 模块的 INT 引脚接到 ESP32 的GPIO上，比如我这边将 INT 引脚接到 GPIO4。

主函数为：

void app_main(void)
{ 
        
    oled_init();
    mpu_dmp_init();
    gpio_init();
    gpio_evt_queue = xQueueCreate(10, sizeof(uint32_t));  
    xTaskCreate(gpio_task, "gpio_task", 2048, NULL, 10, NULL);
    gpio_install_isr_service(0);
    gpio_isr_handler_add(GPIO_MPU_INTR, gpio_intr_handle, (void*) GPIO_MPU_INTR);

}

基本的处理流程为：

• 初始化OLED
• 初始化 MPU6050 DMP
• 初始化GPIO
• 新建一个 queue 用于在 GPIO 中断与 gpio_task 任务之间发送消息。其中 gpio_task 任务完成姿态数据的获取。

基于PyQt5 和 OpenGL 写了一个简单的MPU6050测试用的上位机，主要的需求：

• 姿态显示
  • 3维模型显示
  • 姿态角数据显示
• 串口通信
• 通用性

结合上面的需求，我设计的程序框架设计为：

• 采用PyQt5实现窗口界面。
• 采用串口通信。
• OpenGL 绘制模型实时显示姿态。
• 采用正则进行数据解析，以满足通用性。 这里详细说明一下，我在库文件输出姿态角的格式为：printf("pitch:%f,roll:%f,yaw:%f\n",pitch, roll, yaw);，所以我在上位机中分别直接去匹配关键词pitch:、roll:和yaw:后面的数据来获得姿态角，这样就不需要额外再定通信协议了。

UI：

使用：

文件夹包含了:

• 0 官方库文件 MD5.1.3 与 MD6.12 两个版本的官方库文件。
• 1 ESP32 IDF 平台MPU DMP驱动文件 移植好的ESP32 IDF 平台MPU DMP驱动文件。
• 2 测试工程 已经测试后的测试工程。
• 3 上位机源码与exe 及上位机的源码和打包发布了的应用程序 mpu_display.exe。 上面的移植过程记录的很清楚了，推荐自己移植试试，挺有意思的。如果需要下载移植好的驱动和上位机源码的欢迎￥1.99下载支持 😃 （CSDN最低1.99 😭）。 源码链接：https://download.csdn.net/download/lum250/84967686