mpl库是Invensense公司针对mpu6050/9250系列MEMS传感器开发的，基于DMP硬件解算的商业闭源库。可以大大简化惯性导航姿态解算部分和传感器融合的运算。
姿态解算是很复杂的，有多种算法需要利用四元数等等，不过因为有了mpl库，我们可以暂时免去这方面的学习。
传感器融合也很复杂。因为陀螺仪有漂移，短时精确，长时不精确，加速度计和磁力计有数据抖动，静止情况下短时不精确，长时精确。为了互补，且考虑动态和静态下的区别，有复杂的算法，也需要卡尔曼滤波等滤波方式。不过有了mpl库我们都不用自己写。
然而，mpl库还是有点问题的，首先，官方下载渠道太麻烦了！其次，他的没有底层驱动，而且例程也只有msp430的……移植到stm32上要改的地方太多了……
所以，我们要感谢正点原子二次封装，帮我们写了底层驱动并开源了。
不过，还是不完美，正点原子的代码要移植还是复杂……
所以，我们要感谢CSDN大佬鸡翅中大大的三次封装，大大简化了移植的难度。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
但是还是有个问题……这位大佬用的不是stm32，导致他封装的移植到stm32还是要经过一些麻烦的过程……
所以我进行了四次封装，移植简单且适用于stm32。对于mpl库，我之前用c8t6，为了减小flash把其中用串口调试的代码部分注释掉了（这些部分也本来没有使用），不过不影响。我现在把它发出来，然后楼下解释下代码。对了，这个工程完后我会进一步模块化，便于大家的五次开发，不过现在重点是标定校准惯性器件，并实验算法，所以先这么用了。
打开那个uvision文件即可。
关于程序的烧录，江协科技的视频里有。这里我建议买双串口开发板，然后串口烧录。
串口烧录不方便debug，但是好处是在后续校准的时候方便，再也不用用杜邦线外接一个容易掉的串口模块了，插个microUSB口的数据线就行。（typec版本很贵，不知道为啥typec版本那么贵……）
串口烧录要用flymcu
这个在江协科技那里能下载到，我直接放过来了，不用安装，解压即可使用exe
使用方式也可以在江协科技那里学。实际上除了烧录慢一点都非常方便，配置一个DTR和RTS后都不用手动拔插跳线帽。详见江协科技的教程。
（审核大人非常抱歉，因为一些原因那个程序有之前没发现的问题，改了好多次，现在应该没问题了，麻烦了）
好的，首先，我们看看硬件连接。
先简介以下mpu9250模块，它本质上是mpu6500六轴惯性传感器和ak8963磁力计的集成。
网上买的mpu9250共有10个引脚，我们一个个讲（从易到难，并不按照模块上的顺序）。
以下“<->”左侧表示mpu9250模块上的引脚，右侧表示stm32f103rct6开发板上的引脚
首先：
VCC <-> VCC
GND <->GND
不用多说，给模块供电
其次：
FSYNC <->GND
配合其他传感器同步传输数据，这里不用，接地即可。（以后用其他传感器也不需要同步）
再次：
AD0 <-> GND
这个引脚是选择模块在I2C通信中的从机地址的。I2C通信中主机要先发一个地址（相当于从机的“名字”），来确定与哪个从机通信。mpu9250的地址就是mpu6500的地址，ak8963有另外的地址。mpu9250的七位二进制地址（或者是mpu6500的七位二进制地址）是0b10100x
末位x是AD0的数字输入，即，它接入VCC即1，整体换成十六进制是0x69，接入GND即0，整体是0x68。ak8963的地址则是0x0C，不可更改。
mpl里面用到的mpu9250地址是0x68，所以接地就行。读者如果想自己改也没问题，不过有点麻烦，要在inv_mpu.c里面改，建议不要改。
接下来：
NCS 悬空
这是用SPI通信时才有用的，这个模块只能I2C通信，我也不知道为啥要把这个引脚引出来
EDA 悬空
ECL 悬空
这两个引脚是用于扩展其他传感器的，这个时候mpu9250作为主机，不过我们不用。
然后：
INT <-> PB0
这个是中断引脚，可以配置输出类型，默认是DMP一次运算完毕输出后会拉低，单片机那边用外部中断检测，来判断什么时候读取姿态数据。由于他输出姿态频率不高，所以这个引脚是非常有用的，避免了程序每次循环都读取数据，能留更多时间给运算。选择的引脚也是任意的，这里比较方便，程序里就用这个了，到时候如果有必要修改很方便的。
最后：
SCL <-> PB1
SDA <-> PB10
这个是mpu9250与单片机进行I2C通信的两个引脚，分别是时间线和数据线。I2C具体的通信时序就不提了，可以去其他地方找，也可以看江协科技，不过不二次开发的话用不到的。
之所以选择这两个引脚，是因为它们在这个开发板上挨得近，如果换其他开发板，或者自己打板子的话可以改，也非常方便，后面会告诉大家怎么改。
对了顺便说一句，这个开发板上的GND刚好够用，不用另外引出线来，只需要7根母母头杜邦线即可连接。
接下来，看看软件部分。
如图
打开后应该长这样，如果不是的话可能是文件没打开，右侧点user旁边的加号，然后单击main.c即可，其他文件也一样。还有其他的原因可能是keil的配置问题，应该不会出现，若出现，可以看看江协科技的教程的一二讲，还有个无脑的办法，所有弹窗都点确定，不过我不能保证它不出问题。
Start组和Library组是单片机相关的库文件，一般不动它们。其他的文件夹接下来介绍。说一下，如果有不会怎么添加组和文件的可以去查，不过以后要添加我会把整个工程压缩后发出来，所以不二次开发没必要。
首先，我们说下System组，里面只有两个文件Delay.c和Delay.h，用于提供延时函数，不用动，以后直接用就行。这是江协科技编写的，大家也能看出来，这个工程的分组风格之类的都很接近江协科技的。
还有件事，这里按个人喜好把.h文件也放进去了，可能看着有点臃肿。
其次，是Hardware组，只有Serial.c和Serial.h，用于提供串口通信相关函数，只有串口发，没有串口接收。串口通信是一种点对点的通信，比较简单，一般用于单片机和电脑通信。这个是从江协科技的例程改编的，这个代码风格是我学csdn上看到的某个大佬，如图这种宏定义，方便后期更改引脚啊参数啊什么。![image.png]()
这里的头文件给出了它的可调用的函数，这里重定义了printf，就是Serial_Printf，好处是方便，坏处是整个工程只能有一个函数重定义printf，不过这个工程没问题。用法和printf完全一样，唯一的区别是它是单片机通过串口向电脑打印的。
接下来是User组，里面有几个是配置中断的，和本项目有关且我们需要重要关注的只有两个，一个是main.c，不用说了，主程序，另一个是Calibration.h以后用于存放校准用的宏定义，比如某个量x，应该是kx+b才准确，所以这里会存放k和b，但是现在不需要用。
然后是MPU_ForUser组，这是鸡翅中大大的封装，这里是移植时用于配置的文件。MPU_ForUser.c和MPU_ForUser.h是封装，用于调用mpl库的函数。他定义了一些结构体，这让程序的移植与修改更加方便。我稍微改动了一下，删掉了点正点原子二次封装时就留下来的一些没必要的部分，比如mpu初始化没必要手动初始化一遍等等。其实这个文件里面也有些没必要的函数，不过也许以后有用，先留着。这部分比较重要，所以相关函数我会放到后面讲。
接下来是MPU9250_Config.h这是鸡翅中大大搞的移植时用的配置文件，其中为了适应stm32和标准库，我改了一些地方。大家可以打开这个文件看看，开头的那些倒腾来倒腾去的宏定义是为了适配不同文件。嵌入式开发中，为了标明位数，常常用typedef重定义，比如char就写位uint8_t等等。正点原子用的是u8，鸡翅中大大用的是uint8，我受江协科技影响比较大，习惯用uint8_t，非常杂，所以就这么搞了一个定义。24行和29引入自带的延时函数和GPIO函数（用于模拟I2C时序），GPIO那边我用了我写的MPU9250_GPIO.h，后面详解。39行选择DMP还是MPL，看注释即可，我们选择MPL。后面还有些函数定义，这些都是为了移植的库常见的写法，注释写得挺好了，主要还是GPIO和延时那块。重点是48-56行，配置SCL和SDA的GPIO口，前面说SCL和SDA引脚可以改就是在这里改，I2C_GPIO_Clock_Cmd不用改，因为stm32f103所有GPIO都是用APB2时钟，其他都要更改。（49和50行那种宏定义是我为了让函数形式和鸡翅中大大用的LPC546XX单片机的库的函数一样搞的，实际函数有两个参数，不过这里的形式不用改所以问题不大）
接下来是MPU9250_GPIO.c和MPU9250_GPIO.h，这是我编写的GPIO底层函数，使用软件模拟I2C时序。不用硬件I2C的原因很抽象，就是硬件I2C本来应该更精确快速的，但它反而用不了，甚至过不了初始化，我也不知道为啥，只知道软件I2C能用
然后MPU9250_EXTI.c和MPU9250_EXTI.h这是我编写的外部中断底层函数，只有一个初始化函数，另一个是中断函数，在main.c里。注意，中断初始化后就一定要有中断函数，否则会卡死。MPU9250_EXTI.h里可以改外部中断引脚，如果要改的话。改的地方挺多的……不过有个简单的方式，看某个单词末尾的大写字母ABC（这里用B），还有阿拉伯数字（这里用0），全部改了就行。
最后就是MPU9250-Lock组了，这也是鸡翅中大大为了封装建的，里面除了MPU9250.c和MPU9250.h外，全是mpl库的内容，绝大多数时候别动。虽然移植的时候本来应该要改，很复杂，但是封装这么多遍，只要不改上述两个文件中的函数名等等就不用动了。MPU9250.c和MPU9250.h开始是正点原子写的，我把读取原始数据和初始化部分删掉了，只留下两个函数。这个文件建议不要动，因为这里是MPU9250的通讯时序，而且函数的名字和移植mpl库有关（里面也有个宏定义把里面的某个东西宏定义成这个，在inv_mpu.c里面），知道这个文件干什么的就行。
OK这里整个工程就大致介绍完了。晚上我再更新下main.c和MPU_ForUser.c里面的两个最重要的函数，并解释下这个工程里面是怎么获取各种数据的。
我们看到main.c，25行到52行是初始化内容，有串口啊，外部中断啊等等，重点是这里。
这里是初始化MPU9250及dmp的。
框选后右键MPU_Init_ForUser()，选择Go To Definition Of "MPU_Init_ForUser"跳转，会到MPU_ForUser.c中
这里dmp的初始化包括mpu9250的初始化了，不用另外搞。这里接收返回值用于查找问题。
同样方法打开 mpu_dmp_init()，跳转到inv_mpu.c
这里的mpu_init()就是mpu9250的初始化函数，不用向正点原子那样手动配置寄存器，因为它这个库就会配置寄存器。
这里提一嘴，同样方法打开mpu_init()
779-789行，这里是配置加速度和角速度的量程的，我们要拉到最大，已经搞好了，如果未来用于火箭的话，发现某个量程没必要这么大，可以适当减小，让数据更精确，那个时候才要来这里修改。这里写入寄存器，由于其他地方要用是读取寄存器的，所以只需要在这里一个地方改。
回到mpu_dmp_init()，看第3408行，这是防强磁干扰，检测到磁场过强后会自动关掉磁力计的融合，在探空火箭领域用处不大，而且可能有负面影响，这里直接注释掉。
然后这里有两个宏定义
DEFAULT_MPU_HZ和COMPASS_READ_MS，前者是mpl采样率，后者是磁力计采样间隔时间。（不知道为啥不统一……不过不管了）
这里同样方式跳转到inv_mpu.h，那里的注释可以忽略，实测DEFAULT_MPU_HZ为20最好，太高了反而输出延迟很大（我也不知道为啥
）
磁力计采样换成频率不能超过mpl采样频率，我用50ms，也就是频率相同，实测再大一点也没问题。
注释里提到的DMP_SAMPLE_RATE别动，保持200，是dmp输出频率，我也不知道为啥，实测太小会有问题。
当然这些都是以后要输出姿态才搞的，现在暂时没用，所以了解下，不用管。
剩下的部分大家可以看看注释，不用改动。（当然整个程序都不用改动）
OK以上就是初始化部分，晚上搞获取数据部分，就结束了。
接下来看看58行的READ_FIFO
这个全局变量表示DMP准备完成，可以读取姿态数据。在中断函数MPU_EXTI_Int_Fuction中置1。（这个函数当然也是用了宏定义的，在MPU9250_EXTI.h中）
Refresh_MPUTeam是刷新函数，同样方法打开，跳转到MPU_ForUser.c
我稍微改了下，原来有用自己写的函数读取原始数据的，我改成用mpl库自带的函数了。
这个函数相对简单后面都是读取各种数据。
重点是看看读取的数据存储在哪里。
在MPU_Data这个结构体中，按类似图中的方法引出即可。
在MPU_ForUser.h中有定义。（38-79行）
OK，那这个工程就基本讲完了。
看到main.c，这里就是存在类型为short（十六位有符号，-32768到32767）的数组中，然后通过串口输出。
这个程序本来是校准用的，为了电脑的程序输入方便，末尾用的是分号，先看看可不可以正常输出吧。可以通过解除或加上注释来控制输出。以加速度为例，按理说静止正放应该读到的是0，0，1024（一个重力加速度在+-16g的量程下是测出数值是1024，还有为啥不是0，0，0，这是因为传感器本质上测量的是压力）
当然肯定有偏差，这就需要校准了。
对了，电脑没有读取串口的程序可以用这个，江协科技提供的。我用的是9600的波特率，8位数据，1位停止位，偶校验，记得选择文本模式。
OK，移植这一篇文章就到这里了，下一章是MPU的标定或者说校准。
放一张实验效果图，这里输出的是加速度
确实看着不好看，反正这只是一个输出数据供校准用的，可以不管这个。
对了，这里有个重点要说下！我修改了一部分mpl库内部的代码！我不知道为什么，可能在多次包装的过程中有人误动了！mpl库里面几个文件不管是代码还是注释，对欧拉角的定义域都没有统一！我按照《惯性导航》的标准修改了！这些以后会讲，大家最好下载我发的这个代码。