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ADXL345基本介绍

1ADXL345简介

ADXL345 ADI公司于2008 年推出的采用MEMS 技术具有SPI I2C 数字输出功能的三轴加速度计,具有小巧轻薄、超低功耗、可变量程、高分辨率等特点:它只有3 mm×5 mm×1 mm 的外形尺寸,面大小相当于小拇指指甲盖的1/3;在典型电压VS=2.5 V 时功耗电流约为25130 μA,比先期采用模拟输出的产品ADXL330 功耗典型值低了约70175 μA;最大量程可达±16 g,另可选择±2、±4、±8 g 量程,可采用固定的4 mg/LSB 分辨率模式,该分辨率可测得0.25°的倾角变化。

ADXL345 提供一些特殊的运动侦测功能,可侦测出物体是否处于运动状态,并能敏感出某一轴向加速度是否超过了用户自定义门限,可侦测物体是否正在跌落。此外,还集成了一个32 FIFO 缓存器,用来缓存数据以减轻处理器的负担。ADXL345 可在倾斜敏感应用中测量静态重力加速度, 也可在运动甚至振动环境中测量动态加速度,非常适合于移动设备应用,可望在手机、游戏和定位设备、微小型导航设备、硬盘保护、运动健身器材、数码照相机等产品中得到广泛应用。

2ADXL345常用寄存器

ADXL345 丰富的功能是通过使用寄存器来实现的。这些丰富的寄存器,用以选择数据格式、FIFO 工作模式、数字通信模式、节电模式、中断使能以及修正各轴偏差等等。

常用的寄存器有:

1POWER_CTL 用来设定供电模式, BW_RATE 配合,可设定数据率,默认值为100 HzADXL345 正常供电情况下,能根据输出数据率大小自动调节其功耗。如果要进一步降低功耗, BW_RATE 寄存器中的LOW_POWER 位置位,进入低功耗模式。

2DATA_FORMAT 该寄存器的设置影响着DATAX0DATAX1DATAY0DATAY1DATAZ0DATAZ1 数据寄存器中的数据格式。DATA_FORMAT 位寄存器可控制项设置, 通过设置SPI 位可设定SPI 是采用线还是线接口模式,FULL_RES位与RANGE 位,用于设定加速度量程和对应的分辨率模式,SELF_TEST 位用于自检。

3FIFO_CTL,设置缓存器具体的工作模式,比如BypassFIFOStreamTrigger模式,各种模式区别如下:在Bypass 模式中,FIFO 缓存器是退化的,仅FIFO0]存储一次采样结果,无论是否被读取,新数据到来时将旧数据覆盖;在FIFO 模式中,FIFO 缓存器不停地收集数据直到缓存器满,此时如果没有及时读数据,新到样本数据将被丢弃,而当FIFO 被读取后,它将继续收集新到数据;在Stream 模式中, FIFO 缓存器不停地收集数据,当缓存器满,自动丢弃FIFO0],其他样本值向前移位填充,最新数据填入FIFO31];在Trigger 模式中,FIFO 开始工作与Stream 模式类似,收集样本值直到FIFO 缓存器满,然后丢弃最旧的数据,一旦触发事件发生(由FIFO_CTL 寄存器中TRIG_SOURCE 位所定义),FIFO 将保留最后采样值(其中FIFO_CTL 寄存器中指定),然后像FIFO 模式一样运行,即FIFO 不满时,继续收集新的样本值。

4INT_MAPINT_ENABLEADXL345 为事件驱动提供两个中断输出引脚:INT1INT2。所有的中断功能,例如DATA_READYFREE_FALLOVERRUN 等等, 均可同时使用,唯一的限制是有一些功能可能会共享中断引脚。

5OFSXOFSYOFSZ,用来存放标定的XY轴的偏移量,初始化传感器时使用。

3ADXL345设计要点

3.1 机械安装要点

ADXL345 是完整的三轴加速度计。需要注意的是,ADXL345 要安装在PCB 板较坚固的位置上。因为加速度的计量依赖于PCB 板的谐振程度,若将传感器安装在PCB 板上一些没有硬支撑的位置,比如“杠杆”或“翘板”的一端,或是“弹性蹦床”的中央,会导致明显的测量错误。

3.2 电源退耦设计要点

在电源引脚VSVDD I/O间放置一只0.1 μ的电容,并且尽可能靠近电源引脚,可用来消除电压波动产生的噪声。然而在实际应用中,噪音存在于内部时钟频率50 kHz附近,因为这些噪声可能会导致加速度测量发生错误,所以需要电源旁路设计,例如在VS引脚采用一只10Ω电阻和一只2.2 μF或更大的电容进行旁路连接。

3.3 串行通信要点

ADXL345中,可通过SPII2C数字接口通信。不管哪种模式,ADXL345 都作为从机使用。在SPI 接口模式下,CS片选引脚由总线主机控制。如果CS片选引脚接VDD I/O高电平的话,I2C接口模式启用。不管哪种模式,在往ADXL345写数据期间,ADXL345向主设备传出的数据都是无效的。

 

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