加速度传感器重点课件.ppt

1、加速度传感器nMXA2500GLnSCA610,SCA620,SCA810-D01,SCA3060 nModel1221nADXL345,ADXL202n加速度传感器后面接的仪表放大器可以有积分功能,一次积分,就是速度,二次积分就是位移.ADXL345nADXL345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计，分辨率高(13位)，测量范围达 16g。数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI(3线或4线)或I2C数字接口访问。nADXL345非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(3.9mg/LSB)，能够测量不到1.0的

2、倾斜角度变化。nADXL345采用3 mm 5 mm 1 m，14引脚小型超薄塑料封装。ADXL345特性n超低功耗n用户可选的分辨率nFIFO技术，可将嵌入式存储器管理系统采用FIFO技术,主机处理器负荷降至最低电源n电压范围：2.0 V至3.6 VnI/O电压范围：1.7 V至VSnSPI（3线和4线）和I2C数字接口n灵活的中断模式n宽温度范围（-40C至+85）n抗冲击能力：10,000 gn无铅/符合RoHS标准n应用：工业仪器仪表，医疗仪器等等引脚配置和电源时序ADXL345是一款完整的3轴加速度测量系统，可选择的测量范围有2 g，4 g，8 g或16 g。功耗模式n省电功耗模式

3、需要额外省电，可采用低功耗模式，。该模式下，内部采样速率降低，12.5Hz至400Hz数据速率范围内达到省电目的，而噪声略微变大。要进入低功耗模式，在BW_RATE寄存器(地址0 x2C)_中设置LOW_POWER位(位4)。n自动休眠模式 如果ADXL345在静止期间自动切换到休眠模式，可以省电。要使能此功能，在THRESH_INACT寄存器(地址0 x25)和TIME_INACT寄存器(地址0 x26)设置一个值表示静止(适当值视应用而定)，然后在POWER_CTL寄存器(地址0 x2D)中设置AUTO_SLEEP位(位D4)和链接位(位D5)n待机模式 更低功率操作，也可以使用待机模式。

4、待机模式下，功耗降低到0.1A(典型值)。该模式中，无测量发生。在WER_CTL寄存器(地址0 x2D)中，清除测量位(位D3)，可进入待机模式。器件在待机模式下保存FIFO内容。SPI串行通信n可3线或4线配置nDATA_FORMAT寄存器(地址0 x31)，4线模式清除SPI位(位D6)，3线模式则设置SPI位。n最大负载为100 pF时，最大SPI时钟速度为5 MHz。n推荐将SDO引脚上拉至VDD I/O抑或通过10 k电阻下拉至接地。nSPI主机控制CS在传输起点变为低电平，传输终点变为高电平。nSCLK为串行端口时钟，由SPI主机提供。无传输期间，SCLK为空闲高电平状态。nSDI

5、和SDO分别为串行数据输入和输出。SCLK下降沿时数据更新，SCLK上升沿时进行采样。SPI串行通信n单次传输内读取或写入多个字节，必须设置位于第一个字节传输MB的多字节位。n要执行不同不连续寄存器的读取或写入，传输之间 CS必须失效，新寄存器另行处理。n通信速率大于或等于2 MHz时，推荐采用3200 Hz和1600Hz的输出数据速率。大于或等于400kHz时，推荐使用800 Hz的输出数据速率，剩余的数据传输速率按比例增减。SPI串行通信4线写SPI串行通信4线读SPI串行通信3线读写串行通信连线图I2C串行通信nCS引脚拉高至VDD I/O，ADXL345处于I2C模式。n支持标准(10

6、0 kHz)和快速(400 kHz)数据传输模式。n支持单个或多个字节的读取/写入。nALT ADDRESS引脚处于高电平，器件的7位I2C地址是0 x1D(0001 1101)，随后为R/W位。这转化为0 x3A(0001 1101 0)写入，0 x3B读取。通过ALT ADDRESS引脚(引脚12)接地，可以选择备用I2C地址0 x53(随后为R/W位)。这转化为0 xA6写入，0 xA7读取。I2C串行通信n使用I2C时，CS引脚必须连接至VDD I/O，ALT ADDRESS引脚必须连接至任一VDD I/O或接地。n使用400 kHz I2C时，最大输出数据速率为800 Hz，与I2C

7、通信速度按比例呈线性变化。例如，使用100 kHz I2C时，ODR最大限值为200 Hz。n如果有其他器件连接到同一I2C总线，这些器件的额定工作电压电平不能高于VDD I/O 0.3V以上。I2C正确操作需要外接上拉电阻RP。I2C器件寻址常用寄存器中断中断n寄存器0 x2E 寄存器设置位值为1，使能相应功能，生成中断，设置为0时，阻止这些功能产生中断。n寄存器0 x2F寄存器任意位设置为0，发送各自中断到INT1引脚，设置为1，则发送到INT2引脚。给定引脚的所有选定中断都为逻辑“或”。n寄存器0 x30 寄存器位设置为1表示各自功能触发事件，值为0则表示没有相应的事件发生。不管INT_

8、ENABLE寄存器设置如何，如果有相应的事件发生，总是设置DATA_READY位、水印位和溢出位，并通过读取DATAX、DATAY和DATAZ寄存器将数据清零。中断nADXL345为驱动中断提供两个输出引脚：INT1和INT2。中断引脚默认配置为高电平有效。设置DATA_FORMAT寄存器(地址0 x31)中的INT_INVERT位，可以更改为低电平有效。n数据相关中断条件失效前，读取数据寄存器(地址0 x32至地址0 x37)，或读取NT_SOURCE寄存器(地址0 x30)的剩余中断，锁存和清除中断功能。nDATA_READY 当有新的数据产生时，DATA_READY中断置位；当没有新的数

9、据时，DATA_READY中断清除。FIFO缓冲模式 n旁路模式 FIFO不可操作，因此，仍然为空。nx、y、z轴的测量数据存储在FIFO中，当FIFO中的采样数与FIFO_CTL寄存器(地址0 x38)采样数位规定的数量相等时，水印中断置位。FIFO继续收集样本。水印中断继续发生，直到FIFO样本数少于FIFO_CTL寄存器的样本位存储值。nFIFO模式 FIFO继续收集样本，直到填满(x、y和z轴测量的32位样本)，然后停止收集数据。n流模式 FIFO继续收集样本，保存从x、y和z轴收集的最新32位样本。新数据更新后，丢弃旧数据。FIFO缓冲模式 n触发器模式 FIFO收集样本，保存从x、

10、y和z轴收集的最新32位样本；。触发事件发生后，中断被发送到INT1引脚或INT2引脚，FIFO保持最后n个样本(其中n为FIFO_CTL寄存器样本位规定值)，然后在FIFO模式下运行。从触发事件发生到开始从FIFO读取数据，至少有5 s延迟。n触发器模式复位后，才能识别附加触发事件。要复位触发器模式，设置器件为旁路模式，然后再设置回触发器模式。请注意，应首先读取FIFO数据，因为器件旁路模式下，FIFO清零。从FIFO中读取数据n从DATAX、DATAY和DATAZ寄存器(地址0 x32至0 x37)读取FIFO数据。当FIFO为FIFO模式、流模式或触发器模式时，DATAX，DATAY和D

11、ATAZ寄存器读取存储在FIFO中的数据。每次从FIFO读取数据，x、y和z轴的最早数据存入DATAX、DATAY和DATAZ寄存器。n单字节读取操作，当前FIFO样本的剩余数据字节会丢失。应该采用突发(或多字节)读取操作。nSPI下 确保FIFO完全弹出，至少必须有5 s延迟。nI2C模式下通信速率足够低，不用担心这个问题。偏移校准n如果有必要校准，建议系统组装完成后进行校准，以补偿外力影响。n举例来说，假设ADXL345置于全分辨率模式，灵敏度典型值为256 LSB/g。X0g为+10 LSB，Y0g为13 LSB，Z0g为+9LSB。全分辨率下，每个输出LSB为3.9 mg或偏移寄存器LSB的四分之一。四舍五入至最接近偏移寄存器的LSB：偏移校准n这些值编程至OFSX寄存器、OFSY寄存器和OFXZ寄存器，分别为0 xFD、0 x03和0 xFE。正如ADXL345的所有寄存器，当器件电源移除后，偏移寄存器不保留写入值。重新启动ADXL345，返回偏移寄存器，进入默认值0 x00。使用自测n自检模式下，芯片内部会本身产生一定数值的加速度叠加在芯片实际的运动加速度上。n通常的用法：把芯片静止放置，打开自检模式，读数，如果读出的值在手册给出的自检指标范围之内，则说明芯片正常。n然而，变化大于最大幅度的器件不一定有故障。使用自测使用自测