MPU9255移植DMP到LPC & 上电后数据规律性变化15秒后才稳定的原因

很久之前买了两块MPU9250 模块名称是GY-91，拿到手之后各种尝试都无法读取，一番debug之后发现这芯片竟然不是MPU9250而是MPU9255 芯片id=0x73 。无语…. 后来就把这件事先放下了，最近又把它拿了出来，打算把官方的DMP库移植过来，因为之前用过MPU6050的DMP库发现经过DMP解算出来的波形非常好，响应速度也很快，所以就打算把MPU9255也用DMP库来驱动。

结果嘛，当然是成功啦。。。不过浪费了我四五天时间，各种问题。为了防止以后再踩同样的坑，现在把它来总结一下！

首先是从官网下载最新版本的DMP例程 motion_driver_6.12 ，我是基于里面对STM32F4的例程进行的移植最后移植到了LPC4337上

需要的文件不多下面这些就足够啦

接下来修改了头文件连接了一些定义大功告成~

调试到 0 error我还激动了一小会QAQ 。

定义部分我采用的是MPU9250的定义因为这两个传感器相差无几

修改了WHO_I_AM_I 为0x73

开心的上电、启动

首先第一个问题是初始化之后经常跳到堆栈\内存溢出中断中去，说明有内存溢出了

经过排查是 DMP_FEATURE_TAP| DMP_FEATURE_ANDROID_ORIENT| 这两个功能造成的查询了一下百度

驱动程序 DMP MAP 支持包括：
a) DMP_FEATURE_LP_QUAT: 这是一个低功率（陀螺角）三个轴四元数从 200 hz 内DMP 的陀螺仪数据计算。

b) DMP_FEATURE_6X_LP_QUAT: 这是六轴传感器融合输出从 200 hz 内 DMP 的陀螺仪和加速度计的数据计算出来的低功耗。

c) DMP_FEATURE_TAP: 这是水龙头的在哪里一个可以检测等单水龙头双击）或方向水龙头事件和意义基本功能的”龙头，”手势功能。

d) DMP_FEATURE_ANDROID_ORIENT: T他的特点是执行情况作为与谷歌运动设备驱动程序兼容的显示方向。此功能包括一个状态机的计算显示方向。

e) DMP_PEDOMETER：这是一步计数功能，一直是在和上主处理机同时 DMP 运行提供动
力。运动驱动库可以重置计步器步计数值，查询的步行时间，并返回步骤数。还有 7 天
的滞后时间步骤之前更新一步数和步行的时间，以提高精度和尽量减少虚假检测。只要启用了 DMP，总是启用此功能。
f) DMP_FEATURE_GYRO_CAL: 此功能启用时将校准陀螺仪偏差，只要设备中没有运动状态
超过 8 秒钟。

g) DMP_FEATURE_SEND_RAW_ACCEL: 将原始加速度计数据添加到 FIFO 和加速度计数据的是芯片坐标
h) DMP_FEATURE_SEND_RAW_GYRO: 将原料陀螺数据添加到 FIFO。陀螺仪坐标是芯片坐标。

i) DMP_FEATURE_SEND_CAL_GYRO: 将校准的陀螺数据添加到 FIFO。不能使用与
DMP_FEATURE_SEND_RAW_GYRO 的组合。输出是在设备框架或身体框架而不是芯片框架中。

手册上有这个介绍

3轴低功率四元数 – 仅陀螺四元数。启用此功能后，将以200Hz的频率整合陀螺仪数据，同时以用户请求的速率将传感器融合数据输出到FIFO。 200Hz积分将允许更准确的传感器融合数据。在MD6中，如果启用此功能，驱动程序会将3轴四元数推入MPL库，MPL将处理加速度和罗盘集成。
6轴低功率四元数 – 陀螺仪和加速四元数。与3轴LPQ类似，以200Hz采样速率集成加速度和陀螺仪将以用户请求的速率输出到FIFO。 3轴LPQ和6轴LPQ是互斥的，不应同时运行。如果启用，则可以将6轴四元数推入MPL库，MPL将处理9轴的罗盘集成。
方向手势识别 – 使用传感器数据检测设备方向是否有纵向，横向，反向纵向和反向方向的变化。非常依赖于方向矩阵。
点击手势识别 – 设备上的多方向点击检测。此功能将让用户知道检测到哪个轴位置或负值。它可以检测多达4个多抽头.PSP可用于配置此功能的阈值，死区时间和分接头数。
计步器手势识别 – 简单的计步器，提供步数和时间戳。此功能会自动启用，但在检测到连续5秒的步骤后才会触发。 5秒钟后，计数和时间戳将开始，数据可以从DMP存储器中读出。
DMP中断 – 可以将中断配置为在准备好传感器数据（即FIFO输出速率）时，或者在检测到点击或方向手势时生成

这两个开关定义是用作敲击次数和方向识别支持安卓设备的，然后我追踪到了这个功能的实现，发现了问题所在：

static int decode_gesture(unsigned char *gesture)
{
    unsigned char tap, android_orient;

    android_orient = gesture[3] & 0xC0;
    tap = 0x3F & gesture[3];

    if (gesture[1] & INT_SRC_TAP) {
        unsigned char direction, count;
        direction = tap >> 3;
        count = (tap % 8) + 1;
        if (dmp.tap_cb)//这是一个函数指针 指向了空 所以访问它可能造成溢出
            dmp.tap_cb(direction, count);
    }

    if (gesture[1] & INT_SRC_ANDROID_ORIENT) {
        if (dmp.android_orient_cb)//这也是一个函数指针 指向了空 所以访问它可能造成溢出
            dmp.android_orient_cb(android_orient >> 6);
    }

    return 0;
}

发现了两个指向NULL的函数空指针，这两个指针才是造成我这次溢出的根本原因屏蔽掉之后就好了。

仔细观察发现这是敲击检测功能的解码函数，其中一个是给Android的我们根本用不到所以直接屏蔽掉就好，如果需要使用dmp自带的敲击检测只需要给dmp.tap_cb这个函数指针写实现并添加到初始化就可以了。

数据不在溢出之后我才开始观察波形，结果竟然发现波形前15s出现了漂移，一个轴从初始化之后的0逐步增加到了180。(另一种自检方式造成了一个周期性的奇怪的波形，也是大约15s后稳定恢复功能)。这个问题困扰了我很久。

后来我尝试屏蔽了自检 run_self_test(); 虽然还在漂移，但数据稳定了很多，没有周期波形了，最后也在15s左右变成了稳定值，晃动传感器的时候能反映传感器的动作，虽然能用了但是还是肯定有问题的。

第二天，通过查阅资料怀疑可能是初始化的时候dmp方向初始话有问题，因为我直接给了默认设置。而实际上的位置可能和预设的位置颠倒。

于是我直接将MPU9250模块翻了过来。数据就正常了。。。。而且是立刻就稳定了下来和我之前用的dmp是一致的。

原来是我MPU9255放的姿态和预设的初始姿态不一致造成的数据开始漂移！

接下来通过修改初始状态位置矩阵

static signed char gyro_orientation[9] = {  1,  0,  0, 
                                            0,  1,  0,              //正常设置                             
                                            0,  0,  1 };

为

static signed char gyro_orientation[9] = { 0,  1,  0, 
                                           1,  0,  0,              //颠倒设置                             
                                           0,  0,  -1 };

计算原理是: