【ELF2学习开发板】Linux 命令行读取 MPU6050 传感器数据（I2C 总线）实战

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| ELF 2 开发板40pin 编号 | RK3588 引脚 | MPU-6050 引脚 | 功能说明 |
| 1 | 3.3V | VCC | 供电（禁止接 5V） |
| 6 | GND | GND | 共地 |
| 3 | I2C4_SDA | SDA | 数据信号线 |
| 5 | I2C4_SCL | SCL | 时钟信号线 |

I2C 总线：本文中传感器挂载在 I2C 总线 4。

系统：Linux（本文以 Ubuntu 为例）。

安装 I2C 工具集

MPU6050 通过 I2C 总线通信，需先安装i2c-tools工具（ELF2 自带这个工具，可以跳过此步骤）：

bash 复制代码

apt update && apt install -y i2c-tools

确认传感器连接

扫描 I2C 总线

使用i2cdetect扫描总线 4，确认 MPU6050 的地址（默认 0x68）：

bash 复制代码

i2cdetect -y 4

正常输出如下（0x68 位置显示设备）：

bash 复制代码

     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:                         -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

验证传感器通信

MPU6050 的WHO_AM_I寄存器（0x75）默认值为 0x68，读取该寄存器验证通信：

bash 复制代码

i2cget -y 4 0x68 0x75

返回0x68表示传感器通信正常；若返回--，需检查硬件连接或总线配置。

Shell 脚本读取传感器数据

完整脚本（readmpu.sh）

脚本功能：唤醒 MPU6050→读取加速度计 / 陀螺仪原始数据→转换为 16 位有符号数→换算为物理单位（g、°/s）：

bash 复制代码

#!/bin/bash
# 读取MPU6050数据（I2C总线4，地址0x68）
# 功能：读取加速度计(±2g)和陀螺仪(±250°/s)数据，转换为物理单位

# 1. 唤醒传感器（MPU6050上电默认休眠，写入电源管理寄存器0x6B）
i2cset -y 4 0x68 0x6B 0x00 > /dev/null 2>&1

# 核心函数1：读取单个寄存器并转为十进制（处理读取失败场景）
read_mpu_reg() {
    local bus=$1
    local addr=$2
    local reg=$3
    # 读取寄存器，失败时返回0
    local val=$(i2cget -y $bus $addr $reg 2>/dev/null)
    if [[ $val != 0x* ]]; then
        echo 0
        return
    fi
    # 去掉0x前缀，转为十进制
    echo $((16#${val:2}))
}

# 核心函数2：拼接高低字节为16位有符号数（补码转换）
combine_16bit() {
    local high=$1
    local low=$2
    # 拼接为16位无符号数
    local unsigned=$(( (high << 8) | low ))
    # 转换为有符号补码（处理负数）
    if (( unsigned & 0x8000 )); then
        echo $(( unsigned - 0x10000 ))
    else
        echo $unsigned
    fi
}

# ========== 读取加速度计数据（±2g量程，分辨率16384 LSB/g） ==========
echo "加速度计数据："
# 读取加速度计三轴高低字节（寄存器0x3B-0x40）
AX_H=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x3C)
AX_L=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x3B)
AY_H=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x3E)
AY_L=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x3D)
AZ_H=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x40)
AZ_L=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x3F)

# 拼接为16位有符号数
AX=$(combine_16bit $AX_H $AX_L)
AY=$(combine_16bit $AY_H $AY_L)
AZ=$(combine_16bit $AZ_H $AZ_L)

# 换算为物理单位（g）
AX_G=$(echo "scale=3; $AX/16384" | bc -l)
AY_G=$(echo "scale=3; $AY/16384" | bc -l)
AZ_G=$(echo "scale=3; $AZ/16384" | bc -l)

echo "X轴: $AX (≈ $AX_G g)"
echo "Y轴: $AY (≈ $AY_G g)"
echo "Z轴: $AZ (≈ $AZ_G g)"

# ========== 读取陀螺仪数据（±250°/s量程，分辨率131 LSB/(°/s)） ==========
echo -e "\n陀螺仪数据："
# 读取陀螺仪三轴高低字节（寄存器0x43-0x48）
GX_H=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x44)
GX_L=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x43)
GY_H=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x46)
GY_L=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x45)
GZ_H=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x48)
GZ_L=$(read_mpu_reg 4 0x68 0x47)

# 拼接为16位有符号数
GX=$(combine_16bit $GX_H $GX_L)
GY=$(combine_16bit $GY_H $GY_L)
GZ=$(combine_16bit $GZ_H $GZ_L)

# 换算为物理单位（°/s）
GX_DPS=$(echo "scale=3; $GX/131" | bc -l)
GY_DPS=$(echo "scale=3; $GY/131" | bc -l)
GZ_DPS=$(echo "scale=3; $GZ/131" | bc -l)

echo "X轴: $GX (≈ $GX_DPS °/s)"
echo "Y轴: $GY (≈ $GY_DPS °/s)"
echo "Z轴: $GZ (≈ $GZ_DPS °/s)"

脚本执行步骤

保存脚本并添加执行权限：

bash 复制代码

chmod +x readmpu.sh

运行脚本：

bash 复制代码

./readmpu.sh

输出结果示例

bash 复制代码

加速度计数据：
X轴: 2 (≈ 0.000 g)
Y轴: 13358 (≈ 0.815 g)
Z轴: 11481 (≈ 0.700 g)

陀螺仪数据：
X轴: 8445 (≈ 64.465 °/s)
Y轴: 23295 (≈ 177.824 °/s)
Z轴: 30463 (≈ 232.541 °/s)

关键知识点说明

数据换算规则

加速度计 ：默认量程 ±2g，分辨率16384 LSB/g（即 16384 个数字量对应 1g 加速度），公式：加速度(g) = 16位数值 / 16384。
陀螺仪 ：默认量程 ±250°/s，分辨率131 LSB/(°/s)，公式：角速度(°/s) = 16位数值 / 131。

16 位有符号数转换

MPU6050 输出的是 16 位补码数据，脚本中combine_16bit函数实现：

先拼接高低字节为无符号数；
若最高位为 1（负数），则减去0x10000转换为有符号数。

容错处理

脚本中read_mpu_reg函数增加了异常处理：若i2cget读取失败（返回--或空），则返回 0，避免脚本报错中断。

总结

Linux 下通过i2c-tools可直接与 I2C 设备交互，无需编写驱动，适合快速调试。MPU6050 需先唤醒（写入 0x6B 寄存器）才能读取有效数据。传感器原始数据为 16 位补码，需转换为有符号数后再换算为物理单位，脚本已封装核心转换逻辑，可直接复用。