ADIS16488BMLZ

术级10自由度惯性传感器 ADIS16488A 产品特性 概述 三轴数字陀螺仪，±450°/秒动态范围 正交对准误差： 0 十进制 +22,500 +2 +1 0 −1 −2 −22,500 十六进制 0x57E4 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0xA81C 二进制 0101 0111 1110 0100 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1010 1000 0001 1100 图19中的箭头表示运动方向，该运动在各传感器的输出寄 使用x_GYRO_LOW命名格式的寄存器用于提高陀螺仪测 存器中产生正输出响应。加速度计对加速度相关的动态力 量的分辨率(参见表14、表15和表16)。MSB的权重为0.01°/ 和静态力均会做出响应，包括重力。当保持绝对水平时， 秒，后续各位的权重为前一位的½。 如图19所示，z轴加速度计输出为1 g，x轴和y轴加速度计输 表14. X_GYRO_LOW(第0页，基地址 = 0x10) 出为0 g。 位 [15:0] 旋转速度(陀螺仪) 表15. Y_GYRO_LOW(第0页，基地址 = 0x14) 用于陀螺仪测量的主寄存器使用x_GYRO_OUT格式(参见 位 [15:0] 表10、表11和表12)。处理这些寄存器的数据时，使用16位 二进制补码数据格式。表13给出了x_GYRO_OUT数字编码 说明 Y轴陀螺仪数据；附加分辨率位 表16. Z_GYRO_LOW(第0页，基地址 = 0x18) 示例。 位 [15:0] 表10. X_GYRO_OUT(第0页，基地址 = 0x12) 说明 Z轴陀螺仪数据；附加分辨率位 说明 X轴陀螺仪数据；二进制补码，±450°/秒范围， 0°/秒 = 0x0000，1 LSB = 0.02°/秒 Z-AXIS aZ mZ gZ mX X-AXIS mY Y-AXIS gX aY gY PIN 23 aX 11855-017 位 [15:0] 说明 X轴陀螺仪数据；附加分辨率位 PIN 1 图19. 惯性传感器方向参考图 Rev. 0 | Page 14 of 36 ADIS16488A 加速度 角度变化输出表示陀螺仪测量结果的积分，所有三轴都适 用于加速度计测量的主寄存器使用x_ACCL_OUT格式(参 用以下公式(以x轴为例)： 见表17、表18和表19)。处理这些寄存器的数据时，使用16 ∆θ x ,n D = 位二进制补码数据格式。表20给出了x_ACCL_OUT数字编 码示例。 ( 1 D −1 ×∑ω + ω x ,n D + d −1 2 f S d = 0 x ,n D + d 其中： 表17. X_ACCL_OUT(第0页，基地址 = 0x1E) D为抽取率 = DEC_RATE + 1。 位 [15:0] 为采样速率。 说明 X轴加速度计数据；二进制补码，±18 g范围， 0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg d为求和公式中的递增变量。 ωx为x轴旋转速率(陀螺仪)。 表18. Y_ACCL_OUT(第0页，基地址 = 0x22) 位 [15:0] ) n为抽取滤波器之前的采样时间。 说明 Y轴加速度计数据；二进制补码，±18 g范围， 0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg 使用内部采样时钟时，fS等于2460 SPS。使用外部时钟选项 时，fS等于外部时钟的频率，其最小值为2 kHz，以防高旋 表19. Z_ACCL_OUT(第0页，基地址 = 0x26) 转速率时x_DELTANG_xxx寄存器溢出。有关DEC_RATE 位 [15:0] 寄存器(抽取滤波器)的更多信息，参见表55和图20。 说明 Z轴加速度计数据；二进制补码，±18 g范围， 0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg x_DELTANG_LOW寄存器(参见表28、表29和表30)用于提 高角度变化的分辨率，与x_DELTANG_OUT寄存器一起提 表20. x_ACCL_OUT数据格式示例 加速度 +18 g +1.6 mg +0.8 mg 0 mg −0.8 mg −1.6 mg −18 g 十进制 +22,500 +2 +1 0 −1 −2 −22,500 十六进制 0x57E4 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0xA81C 供32位二进制补码数。x_DELTANG_LOW寄存器的MSB权 二进制 0101 0111 1110 0100 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1010 1000 0001 1100 位 [15:0] 使用x_ACCL_LOW命名格式的寄存器用于提高加速度计测 位 [15:0] 量的分辨率(参见表21、表22和表23)。MSB的权重为0.4 mg， 后续各位的权重为前一位的½。 说明 Y轴加速度计数据；附加分辨率位 说明 Z轴加速度计数据；附加分辨率位 角度变化 x_DELTANG_OUT寄存器是用于角度变化计算的主输出寄 存器。处理这些寄存器的数据时，使用16位二进制补码数 据格式(参见表24、表25和表26)。表27给出了x_DELTANG_OUT数字编码示例。 说明 Y轴角度变化数据；二进制补码，±720°范围， 0° = 0x0000，1 LSB = 720°/215 = ~0.022° 说明 Z轴角度变化数据；二进制补码，±720°范围， 0° = 0x0000，1 LSB = 720°/215 = ~0.022° 表27. x_DELTANG_OUT数据格式示例 表23. Z_ACCL_LOW(第0页，基地址 = 0x24) 位 [15:0] 说明 X轴角度变化数据；二进制补码，±720°范围， 0° = 0x0000，1 LSB = 720°/215 = ~0.022° 表25. Y_DELTANG_OUT(第0页，基地址 = 0x46) 位 [15:0] 说明 X轴加速度计数据；附加分辨率位 表22. Y_ACCL_LOW(第0页，基地址 = 0x20) 位 [15:0] 表24. X_DELTANG_OUT(第0页，基地址 = 0x42) 表26. Z_DELTANG_OUT(第0页，基地址 = 0x4A) 表21. X_ACCL_LOW(第0页，基地址 = 0x1C) 位 [15:0] 重约为0.011° (720°/216)，后续各位的权重为前一位的½。 角度 (°) +720 × (215 − 1)/215 +1440/215 +720/215 0 −720/215 −1440/215 −720 十进制 +32,767 +2 +1 0 −1 −2 −32,768 十六进制 0x7FFF 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0x8000 二进制 0111 1111 1110 1111 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1000 0000 0000 0000 表28. X_DELTANG_LOW(第0页，基地址 = 0x40) 位 [15:0] Rev. 0 | Page 15 of 36 说明 X轴角度变化数据；附加分辨率位 ADIS16488A 表29. Y_DELTANG_LOW(第0页，基地址 = 0x44) 表34. x_DELTVEL_OUT数据格式示例 位 [15:0] 速度(m/s) +200 × (215 − 1)/215 +400/215 +200/215 0 −200/215 −400/215 −200 说明 Y轴角度变化数据；附加分辨率位 表30. Z_DELTANG_LOW(第0页，基地址 = 0x48) 位 [15:0] 说明 Z轴角度变化数据；附加分辨率位 速度变化 用于速度变化计算的主寄存器使用x_DELTVEL_OUT格 十进制 +32,767 +2 +1 0 −1 −2 −32,768 十六进制 0x7FFF 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0x8000 二进制 0111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1000 0000 0000 0000 式。处理这些寄存器的数据时，使用16位二进制补码数据 x_DELTVEL_LOW寄存器(参见表35、表36和表37)用于提 格式(参见表31、表32和表33)。表34给出了x_DELTVEL_ 高速度变化的分辨率，与x_DELTVEL_OUT寄存器一起提 OUT数字编码示例。 供32位二进制补码数。x_DELTVEL_LOW寄存器的MSB权 速度变化输出表示加速度计测量结果的积分，所有三轴都 适用以下公式(以x轴为例)： ∆Vx ,n D ( 1 D −1 = ×∑ a + a x ,n D + d −1 2 f S d = 0 x ,n D + d 重约为3.052 mm/s (200 m/s ÷ 216)，后续各位的权重为前一 位的½。 表35. X_DELTVEL_LOW(第0页，基地址 = 0x4C) ) 位 [15:0] 说明 X轴速度变化数据；附加分辨率位 其中： 表36. Y_DELTVEL_LOW(第0页，基地址 = 0x50) D为抽取率 = DEC_RATE + 1。 为采样速率。 位 [15:0] d为求和公式中的递增变量。 表37. Z_DELTVEL_LOW(第0页，基地址 = 0x54) ax为x轴线性加速度。 位 [15:0] n为抽取滤波器之前的采样时间。 使用内部采样时钟时，fS等于2460 SPS。使用外部时钟选项 时，fS等于外部时钟的频率，其最小值为2 kHz，以防高旋 说明 Y轴速度变化数据；附加分辨率位 说明 Z轴速度变化数据；附加分辨率位 磁力计 用于磁力计测量的主寄存器使用x_MAGN_OUT格式。处 转速率时x_DELTVEL_xxx寄存器溢出。有关DEC_RATE寄 理这些寄存器的数据时，使用16位二进制补码数据格式。 存器(抽取滤波器)的更多信息，参见表55和图20。 表38、表39和表40给出了各寄存器的数字格式，表41给出 了x_MAGN_OUT数字编码示例。 表31. X_DELTVEL_OUT(第0页，基地址 = 0x4E) 位 [15:0] 说明 X轴速度变化数据；二进制补码， ±200 m/s范围，0 m/s = 0x0000 1 LSB = 200 m/s ÷ 215 = ~6.104 mm/s 表32. Y_DELTVEL_OUT(第0页，基地址 = 0x52) 位 [15:0] 说明 Y轴速度变化数据；二进制补码， ±200 m/s范围，0 m/s = 0x0000 1 LSB = 200 m/s ÷ 215 = ~6.104 mm/s 表33. Z_DELTVEL_OUT(第0页，基地址 = 0x56) 位 [15:0] 说明 Z轴速度变化数据；二进制补码， ±200 m/s范围，0 m/s = 0x0000 1 LSB = 200 m/s ÷ 215 = ~6.104 mm/s 表38. X_MAGN_OUT(第0页，基地址 = 0x28) 位 [15:0] 说明 X轴磁力计数据；二进制补码， ±3.2767 gauss范围，0 gauss = 0x0000， 1 LSB = 0.1 mgauss 表39. Y_MAGN_OUT(第0页，基地址 = 0x2A) 位 [15:0] 说明 Y轴磁力计数据；二进制补码， ±3.2767 gauss范围，0 gauss = 0x0000， 1 LSB = 0.1 mgauss 表40. Z_MAGN_OUT(第0页，基地址 = 0x2C) 位 [15:0] Rev. 0 | Page 16 of 36 说明 Z轴磁力计数据；二进制补码， ±3.2767 gauss范围，0 gauss = 0x0000， 1 LSB = 0.1 mgauss ADIS16488A 表41. x_MAGN_OUT数据格式示例 磁场 +3.2767 gauss +0.2 mgauss +0.1 mgauss 0 gauss −0.1 mgauss −0.2 mgauss −3.2768 gauss 十进制 +32,767 +2 +1 0 −1 −2 −32,768 十六进制 0x7FFF 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0x8000 表45. TEMP_OUT(第0页，基地址 = 0x0E) 二进制 0111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1000 0000 0000 0000 气压计 BAROM_OUT寄存器(参见表42)和BAROM_LOW寄存器(参 见表44)用于访问气压数据。这两个寄存器共同构成32位二 进制补码格式。某些应用可以只使用BAROM_OUT。如果 位 [15:0] 说明 温度数据；二进制补码，0.00565°C/LSB， 25°C = 0x0000 表46. TEMP_OUT数据格式示例 温度 (°C) +85 +25 + 0.0113 +25 + 0.00565 +25 +25 − 0.00565 +25 − 0.0113 −40 十进制 +10,619 +2 +1 0 −1 −2 −11,504 十六进制 0x297B 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0xD310 二进制 0010 1001 0111 1011 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1101 0011 0001 0000 需要BAROM_LOW所提供的更高分辨率，二者的合并方式 状态/报警指示 与陀螺仪相同(参见图18)。处理仅来自BAROM_OUT寄存 表47中的SYS_E_FLAG寄存器提供磁力计和气压计输出的 器的数据时，使用16位二进制补码数据格式。表42提供了 系统错误标志位和新数据位。新数据标志位触发磁力计和 BAROM_OUT的数字格式，表43给出了数字编码示例。 气 压 计 的 数 据 收 集 (x_MAGN_OUT和 BAROM_xxx寄 存 表42. BAROM_OUT(第0页，基地址 = 0x30) 器)，因为它们以与DEC_RATE设置无关的固定速率更新。 位 [15:0] 说明 气压；二进制补码，±1.31 bar范围， 0 bar = 0x0000，40 µbar/LSB 读取SYS_E_FLAG寄存器会清除其所有错误标志，使位7以 外的各位恢复零值。如果SYS_E_FLAG[7]为高电平，应使 用软件复位(GLOB_CMD[7]，参见表114)清除该状况，恢 表43. BAROM_OUT数据格式示例 压力(Bar) +0.00004 × (215 − 1) +0.00008 +0.00004 0 −0.00004 −0.00008 −0.00004 × 215 十进制 +32,767 +2 +1 0 −1 −2 −32,768 十六进制 0x7FFF 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0x8000 复正常操作。读取SYS_E_FLAG寄存器之后，如果其中的 二进制 0111 1111 1110 1111 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1000 0000 0000 0000 BAROM_LOW寄存器用于提高气压测量的分辨率。MSB的 权重为20 μbar，后续各位的权重为前一位的½。 表47. SYS_E_FLAG(第0页，基地址 = 0x08) 位 [15] [14:10] 9 8 7 6 5 4 3 表44. BAROM_LOW(第0页，基地址 = 0x2E) 位 [15:0] 任一位所对应的错误条件仍然存在，此位将恢复报警值1。 说明 气压；附加分辨率位 内部温度 TEMP_OUT寄 存 器 提 供 内 部 温 度 测 量 结 果 ， 用 于 观 察 ADIS16488A内部的相对温度变化(见表45)。表46给出了 TEMP_OUT数字编码示例。注意，由于自热效应，此温度 [2:1] 0 1 2 描述(默认值 = 0x0000) 看门狗定时器标志(1 = 超时) 不用 气压计新数据标志(1 = 新的未读取数据)1 磁力计新数据标志(1 = 新的未读取数据)2 处理溢出(1 = 错误) 闪存更新，GLOB_CMD[3]的结果 = 1 (1 = 更新失败，0 = 更新成功) 惯性自测失败(1 = DIAG_STS ≠ 0x0000) 传感器超范围(1 = 至少一个传感器超范围) SPI通信错误 (1 = 错误条件，SCLK脉冲数不是16的倍数) 不用 报警状态标志(1 = ALM_STS ≠ 0x0000) 读取BAROM_OUT的内容后，此标志恢复零值。 读取一个x_MAGN_OUT寄存器的内容后，此标志恢复零值。 高于环境温度。 Rev. 0 | Page 17 of 36 ADIS16488A 表48中的DIAG_STS寄存器提供内部自测功能的标志位， 表50. FIRM_REV(第3页，基地址 = 0x78) 它来自GLOB_CMD[1](参见表114)。注意，气压计的标志 位DIAG_STS[11]仅在启动和复位后更新，读取DIAG_STS 位 [15:12] 寄存器会使其所有位恢复0值。如果错误条件仍然存在， [11:8] 相关的位将变回1。 [7:4] 表48. DIAG_STS(第0页，基地址 = 0x0A) 位 [15:12] 11 10 9 8 [7:6] 5 4 3 2 1 0 [3:0] 描述(默认值 = 0x0000) 不用 气压计自测失败(1 = 启动时失败) z轴磁力计自测失败(1 = 失败) y轴磁力计自测失败(1 = 失败) x轴磁力计自测失败(1 = 失败) 不用 z轴加速度计自测失败(1 = 失败) y轴加速度计自测失败(1 = 失败) x轴加速度计自测失败(1 = 失败) z轴陀螺仪自测失败(1 = 失败) y轴陀螺仪自测失败(1 = 失败) x轴陀螺仪自测失败(1 = 失败) FIRM_DM寄存器(参见表51)包含工厂配置日期的月日信 息。FIRM_DM[15:12]和FIRM_DM[11:8]包含的数字代表工 厂配置的月份(BCD格式)。例如，十一月是一年的第11个 月，表示为FIRM_DM[15:8] = 0x11。 FIRM_DM[7:4]和FIRM_DM[3:0]包含的数字代表工厂配置 的日(BCD格式)。例如，一个月的第27日表示为FIRM_DM [7:0] = 0x27。 表51. FIRM_DM(第3页，基地址 = 0x7A) 表49中的ALM_STS寄存器提供各传感器可编程报警电平的 位 [15:12] 报警位。注意，读取ALM_STS寄存器会使其所有位恢复0 值。如果错误条件仍然存在，相关的位将变回1。 [11:8] 表49. ALM_STS(第0页，基地址 = 0x0C) [7:4] 位 [15:12] 11 10 9 8 [7:6] 5 4 3 2 1 0 说明 固件版本BCD码，十位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 固件版本BCD码，个位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 固件版本BCD码，十分位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 固件版本BCD码，百分位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 描述(默认值 = 0x0000) 不用 气压计报警标志(1 = 报警激活) Z轴磁力计报警标志(1 = 报警激活) Y轴磁力计报警标志(1 = 报警激活) X轴磁力计报警标志(1 = 报警激活) 不用 Z轴加速度计报警标志(1 = 报警激活) Y轴加速度计报警标志(1 = 报警激活) X轴加速度计报警标志(1 = 报警激活) Z轴陀螺仪报警标志(1 = 报警激活) Y轴陀螺仪报警标志(1 = 报警激活) X轴陀螺仪报警标志(1 = 报警激活) [3:0] 说明 工厂配置月BCD码，十位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至2 工厂配置月BCD码，个位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 工厂配置日BCD码，十位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至3 工厂配置日BCD码，个位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 FIRM_Y寄存器(参见表52)包含工厂配置日期的年份信息。 例如，2013年表示为FIRM_Y = 0x2013。 表52. FIRM_Y(第3页，基地址 = 0x7C) 位 [15:12] [11:8] [7:4] [3:0] 固件版本 FIRM_REV寄存器(参见表50)提供内部固件的版本信息。此 寄存器采用二进制编码的十进制(BCD)格式，每个半字节 代表一个数字。例如，若FIRM_REV = 0x1234，则固件版 本为12.34。十位为1，个位为2，十分位为3，百分位为4。 Rev. 0 | Page 18 of 36 说明 工厂配置年BCD码，千位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 工厂配置年BCD码，百位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 工厂配置年BCD码，十位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至3 工厂配置年BCD码，个位， 数字格式 = 4位二进制，范围 = 0至9 ADIS16488A 产品标识 表53. PROD_ID(第0页，基地址 = 0x7E) PROD_ID寄 存 器 ( 见 表 53) 包 含 产 品 型 号 的 二 进 制 编 码 位 [15:0] (16,488 = 0x4068)，SERIAL_NUM寄存器(见表54)包含批次 相关的序列号。 说明(默认值 = 0x4068) 产品标识 = 0x4068 表54. SERIAL_NUM(第4页，基地址 = 0x20) 位 [15:0] Rev. 0 | Page 19 of 36 说明 批次序列号 ADIS16488A 数字信号处理 陀螺仪/加速度计 磁力计/气压计 图20所示为影响加速度计和陀螺仪频率响应的所有器件和 使用内部采样时钟时，磁力计输出寄存器(x_MAGN_OUT) 设置的信号流程图。各加速度计和陀螺仪的采样速率为 以102.5 SPS的速率更新，气压计输出寄存器(BAROM_xxx) 9.84 kHz。每个传感器都有自己的均值/抽取滤波器级，它将 以51.25 SPS的速率更新。使用外部时钟时，磁力计的更新 更新速率降至2.46 kSPS。使用外部时钟选项(FNCTIO_CTRL 速率为输入时钟频率的1/24，气压计的更新速率为输入时 [7:4]，参见表117)时，输入时钟以9.84 kSPS的采样速率驱动 钟频率的1/48。 一个四样本突发操作，并送入4倍均值/抽取滤波器。这使 磁力计和气压计的更新速率不随DEC_RATE寄存器的设置 得数据速率等于输入时钟频率。 而改变。SYS_E_FLAG[9:8](见表47)为新数据指示位，表示 均值/抽取滤波器 x_MAGN_OUT和BAROM_xxx寄存器中有新的未读取数 DEC_RATE寄存器(见表55)允许用户控制最终滤波器级(见 据。SEQ_CNT寄存器提供计数器功能，帮助确定磁力计和 图20)，它对加速度计、陀螺仪、角度变化和速度变化的数 气压计寄存器中何时有新数据。 据 进 行 均 值 和 抽 取 计 算 。 输 出 样 本 速 率 等 于 2460/ 当SEQ_CNT = 0x0001时，说明磁力计和气压计输出寄存器 (DEC_RATE + 1)。 中有新数据。初始化期间，SEQ_CNT寄存器可以帮助同步 使用外部时钟选项(FNCTIO_CTRL[7:4]，见表117)时，将该 磁力计和气压计输出中的新数据读取环路。开始一个连续 关系式中的2460替换为输入时钟频率。例如，转到第3页 读取环路时，先读取SEQ_CNT，再从表56所示(范围)的最 (DIN = 0x8003)并设置DEC_RATE = 0x18(DIN = 0x8C18，然后 大值中减去该值，从而预测需要经过多少内部采样周期， DIN = 0x8D00)，可将输出采样速率降至98.4 SPS (2460 ÷ 25)。 磁力计和气压计寄存器才会都包含新数据样本。 表55. DEC_RATE(第3页，基地址 = 0x0C) 表56. SEQ_CNT(第0页，基地址 = 0x06) 描述(默认值 = 0x0000) 无关 抽取率，二进制格式，最大值 = 2047， 对采样速率的影响参见图20 位 [15:11] [6:0] 说明 无关 二进制计数器：范围 = 1至48/(DEC_RATE + 1) 2.46kHz, fs MEMS SENSOR 1 4 330Hz GYROSCOPE 2-POLE: 404Hz, 757Hz ACCELEROMETER 1-POLE: 330Hz INTERNAL CLOCK 9.84kHz fs 4 FIR FILTER BANK ÷4 4× AVERAGE DECIMATION FILTER 1 D D ÷D SELECTABLE AVERAGE/DECIMATION FILTER FIR FILTER BANK D = DEC_RATE[10:0] + 1 FILTR_BNK_0 FILTR_BNK_1 DIOx OPTIONAL INPUT CLOCK FNCTIO_CTRL[7] = 1 fs < 2400Hz NOTES 1. WHEN FNCTIO_CTRL[7] = 1, EACH CLOCK PULSE ON THE DESIGNATED DIOx LINE (FNCTIO_CTRL[5:4]) STARTS A 4-SAMPLE BURST, AT A SAMPLE RATE OF 9.84kHz. THESE FOUR SAMPLES FEED INTO THE 4x AVERAGE/DECIMATION FILTER, WHICH PRODUCES A DATA RATE THAT IS EQUAL TO THE INPUT CLOCK FREQUENCY. 图20. 采样和频率响应信号流 Rev. 0 | Page 20 of 36 11855-018 位 [15:11] [10:0] ADIS16488A 表58. FILTR_BNK_1(第3页，基地址 = 0x18) FIR滤波器库 ADIS16488A提供四个可配置的120抽头FIR滤波器库。每个 系数为16位宽，在各页内占有自己的寄存器位置。为这些 库设计FIR滤波器时，使用2.46 kHz的采样速率并将系数放 大，使其和等于32,768。对于抽头数少于120的滤波器设 计，应将系数载入滤波器的较低部分，从系数1开始。为防 止增加响应的相位延迟，应确保所有不用的抽头等于0。 FILTR_BNK_x寄存器为每个传感器提供3位，用于配置滤 波器库(A、B、C、D)和滤波的开关。例如，转到第3页(DIN = 0x8003)，然后将0x0057写入FILTR_BNK_0(DIN = 0x9657， DIN = 0x9700)，以设置x轴陀螺仪使用滤波器库D中的FIR滤 波器，设置y轴陀螺仪使用滤波器库B中的FIR滤波器，并 使能x轴和y轴陀螺仪中的这些FIR滤波器。注意，写入高 位字节后，滤波器设置就会更新，因此务必首先配置低位 字节。如果只需配置FILTR_BNK_0或FILTR_BNK_1的低位 字节，请向高位字节写入0x00以完成该过程。 表57. FILTR_BNK_0(第3页，基地址 = 0x16) 位 15 14 [13:12] 11 [10:9] 8 [7:6] 5 [4:3] 2 [1:0] 描述(默认值 = 0x0000) 无关 Y轴加速度计滤波器使能(1 = 使能) Y轴加速度计滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D X轴加速度计滤波器使能(1 = 使能) X轴加速度计滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D Z轴陀螺仪滤波器使能(1 = 使能) Z轴陀螺仪滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D Y轴陀螺仪滤波器使能(1 = 使能) Y轴陀螺仪滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D X轴陀螺仪滤波器使能(1 = 使能) X轴陀螺仪滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D 位 [15:12] 11 [10:9] 8 [7:6] 5 [4:3] 2 [1:0] 描述(默认值 = 0x0000) 无关 Z轴磁力计滤波器使能(1 = 使能) Z轴磁力计滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D Y轴磁力计滤波器使能(1 = 使能) Y轴磁力计滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D X轴磁力计滤波器使能(1 = 使能) X轴磁力计滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D Z轴加速度计滤波器使能(1 = 使能) Z轴加速度计滤波器库选择：00 = 库A， 01 = 库B，10 = 库C，11 = 库D 滤波器存储器结构 每个滤波器库使用两页的用户寄存器结构。各滤波器库中 的寄存器地址参见表59、表60、表61和表62。 表59. 滤波器库A存储器映射 页码 5 5 5 5 5 PAGE_ID 0x05 0x05 0x05 0x05 0x05 地址 0x00 0x02至0x07 0x08 0x0A 0x0C至0x7C 5 6 6 6 6 6 0x05 0x06 0x06 0x06 0x06 0x06 0x7E 0x00 0x02至0x07 0x08 0x0A 0x0C至0x7C 6 0x06 0x7E 寄存器 PAGE_ID 不用 FIR_COEF_A000 FIR_COEF_A001 FIR_COEF_A002 to FIR_COEF_A058 FIR_COEF_A059 PAGE_ID 不用 FIR_COEF_A060 FIR_COEF_A061 FIR_COEF_A062 to FIR_COEF_A118 FIR_COEF_D119 表60. 滤波器库B存储器映射 页码 7 7 7 7 7 PAGE_ID 0x07 0x07 0x07 0x07 0x07 地址 0x00 0x02至0x07 0x08 0x0A 0x0C至0x7C 7 8 8 8 8 8 0x07 0x08 0x08 0x08 0x08 0x08 0x7E 0x00 0x02至0x07 0x08 0x0A 0x0C至0x7C 8 0x08 0x7E Rev. 0 | Page 21 of 36 寄存器 PAGE_ID 不用 FIR_COEF_B000 FIR_COEF_B001 FIR_COEF_B002 to FIR_COEF_B058 FIR_COEF_B059 PAGE_ID 不用 FIR_COEF_B060 FIR_COEF_B061 FIR_COEF_B062 to FIR_COEF_B118 FIR_COEF_B119 ADIS16488A 默认滤波器性能 PAGE_ID 0x09 0x09 0x09 0x09 0x09 地址 0x00 0x02至0x07 0x08 0x0A 0x0C至0x7C 9 10 10 10 10 10 0x09 0x0A 0x0A 0x0A 0x0A 0x0A 0x7E 0x00 0x02至0x07 0x08 0x0A 0x0C至0x7C 10 0x0A 0x7E 寄存器 PAGE_ID 不用 FIR_COEF_C000 FIR_COEF_C001 FIR_COEF_C002 to FIR_COEF_C058 FIR_COEF_C059 PAGE_ID 不用 FIR_COEF_C060 FIR_COEF_C061 FIR_COEF_C062 to FIR_COEF_C118 FIR_COEF_C119 PAGE_ID 0x0B 0x0B 0x0B 0x0B 0x0B 地址 0x00 0x02至0x07 0x08 0x0A 0x0C至0x7C 11 12 12 12 12 12 0x0B 0x0C 0x0C 0x0C 0x0C 0x0C 0x7E 0x00 0x02至0x07 0x08 0x0A 0x0C至0x7C 12 0x0C 0x7E 直流增益的低通滤波器。表63列出了各滤波器设计的概况， 图21显示了频率响应特性。相位延迟等于总抽头数的½。 表63. FIR滤波器描述(默认配置) FIR滤波器库 A B C D 寄存器 PAGE_ID 不用 FIR_COEF_D000 FIR_COEF_D001 FIR_COEF_D002 to FIR_COEF_D058 FIR_COEF_D059 PAGE_ID 不用 FIR_COEF_D060 FIR_COEF_D061 FIR_COEF_D062 to FIR_COEF_D118 FIR_COEF_D119 −3 dB频率(Hz) 310 55 275 63 抽头 120 120 32 32 0 –10 –20 表62. 滤波器库D存储器映射 页码 11 11 11 11 11 FIR滤波器库具有工厂编程的滤波器设计，它们全部是单位 MAGNITUDE (dB) 页码 9 9 9 9 9 B D A NO FIR FILTERING C –30 –40 –50 –60 –70 –80 –90 –100 0 200 400 600 800 FREQUENCY (Hz) 图21. FIR滤波器频率响应曲线 Rev. 0 | Page 22 of 36 1000 1200 11855-019 表61. 滤波器库C存储器映射 ADIS16488A 校准 ADIS16488A工厂校准为陀螺仪、加速度计、磁力计和气压 偏置调零命令 计产生校正公式，然后将这些公式写入闪存。此外还有一 连续偏置估计器(CBE)在64采样点FIFO中累积数据并求平 系列用户可配置的校准寄存器用于在线调整。 均值。偏置估计的平均时间(tA)取决于NULL_CNFG[3:0]的 采样时基设置(见表70)。用户可以使用GLOB_CMD[0]中的 陀螺仪 偏置调零命令(见表114)，将CBE的校正系数载入陀螺仪偏 陀螺仪的用户校准包括用于调整偏置和灵敏度的寄存器， 移校正寄存器(见表64、表65、表66、表67、表68和表 如图22所示。 69)。传感器的开启和关闭由NULL_CNFG[13:8]控制，发出 1 + X_GYRO_SCALE XG_BIAS_HIGH X_GYRO_OUT 偏置调零命令时更新。NULL_CNFG在工厂默认配置为使 XG_BIAS_LOW 图22. 陀螺仪用户校准信号路径 手动偏置校正 xG_BIAS_HIGH寄 存 器 ( 见 表 64、 表 65和 表 66) 和 xG_BIAS_LOW寄存器(见表67、表68和表69)针对各陀螺仪 传感器的输出提供偏置调整功能。 表64. XG_BIAS_HIGH(第2页，基地址 = 0x12) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) X轴陀螺仪偏移校正，高位字；二进制补码， 0°/秒 = 0x0000，1 LSB = 0.02°/秒 表65. YG_BIAS_HIGH(第2页，基地址 = 0x16) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Y轴陀螺仪偏移校正，高位字；二进制补码， 0°/秒 = 0x0000，1 LSB = 0.02°/秒 表66. ZG_BIAS_HIGH(第2页，基地址 = 0x1A) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Z轴陀螺仪偏移校正，高位字；二进制补码， 0°/秒 = 0x0000，1 LSB = 0.02°/秒 表67. XG_BIAS_LOW(第2页，基地址 = 0x10) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) X轴陀螺仪偏移校正，低位字； 二进制补码，0°/秒 = 0x0000， 1 LSB = 0.02°/秒 ÷ 216 = ~0.000000305°/秒 表68. YG_BIAS_LOW(第2页，基地址 = 0x14) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Y轴陀螺仪偏移校正，低位字； 二进制补码，0°/秒 = 0x0000， 1 LSB = 0.02°/秒 ÷ 216 = ~0.000000305°/秒 表69. ZG_BIAS_LOW(第2页，基地址 = 0x18) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Z轴陀螺仪偏移校正，低位字； 二进制补码，0°/秒 = 0x0000， 1 LSB = 0.02°/秒 ÷ 216 = ~0.000000305°/秒 能陀螺仪的偏置调零命令，禁用加速度计的偏置调零命 X_GYRO_LOW 令，并且将平均时间确定为约26.64秒。 11855-020 X-AXIS GYRO FACTORY CALIBRATION AND FILTERING 表70. NULL_CNFG(第3页，基地址 = 0x0E) 位 [15:14] 13 12 11 10 9 8 [7:4] [3:0] 描述(默认值 = 0x070A) 不用 Z轴加速度计偏置校正使能(1 = 使能) Y轴加速度计偏置校正使能(1 = 使能) X轴加速度计偏置校正使能(1 = 使能) Z轴陀螺仪偏置校正使能(1 = 使能) Y轴陀螺仪偏置校正使能(1 = 使能) X轴陀螺仪偏置校正使能(1 = 使能) 不用 时基控制(TBC)，范围：0至13(默认值 = 10)； 时基tB = 2TBC/2460 平均时间tA = 64 × tB 转到第3页(DIN = 0x8003)并设置GLOB_CMD[0] = 1(DIN = 0x8201，然后DIN = 0x8300)，可将用户失调寄存器更新为 CBE的校正系数。为了获得最佳偏置估计，务必确保惯性 平台在整个平均时间里保持稳定。 手动灵敏度校正 x_GYRO_SCALE寄存器用于调整灵敏度(见表71、表72和 表73)。 表71. X_GYRO_SCALE(第2页，基地址 = 0x04) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) X轴陀螺仪比例校正；二进制补码， 0x0000 = 单位增益，1 LSB = 1 ÷ 215 = ~0.0003052% 表72. Y_GYRO_SCALE(第2页，基地址 = 0x06) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Y轴陀螺仪比例校正；二进制补码， 0x0000 = 单位增益，1 LSB = 1 ÷ 215 = ~0.0003052% 表73. Z_GYRO_SCALE(第2页，基地址 = 0x08) 位 [15:0] Rev. 0 | Page 23 of 36 描述(默认值 = 0x0000) Z轴陀螺仪比例校正；二进制补码， 0x0000 = 单位增益，1 LSB = 1 ÷ 215 = ~0.0003052% ADIS16488A 线性加速度对陀螺仪偏置的影响 表78. XA_BIAS_LOW(第2页，基地址 = 0x1C) MEMS陀螺仪对其旋转轴法线方向上的线性加速度会产生 位 [15:0] 能，CONFIG寄存器的工厂默认设置(0x00C0)是使能该功 描述(默认值 = 0x0000) X轴加速度计偏移校正，低位字； 二进制补码，0 g = 0x0000， 1 LSB = 0.8 mg ÷ 216 = ~0.0000122 mg 能。要禁用，请转到第3页(DIN = 0x8003)并设置CONFIG 表79. YA_BIAS_LOW(第2页，基地址 = 0x20) 偏置响应。ADIS16488A针对此效应提供了一个可选补偿功 [7] = 0(DIN = 0x8A40，DIN = 0x8B00)。注意，这也会使撞 位 [15:0] 击对准点功能保持使能。 表74. CONFIG(第3页，基地址 = 0x0A) 位 [15:8] 7 6 [5:2] 1 0 描述(默认值 = 0x00C0) 不用 陀螺仪的线性加速度补偿(1 = 使能) 撞击对准点(1 = 使能) 不用 实时时钟， 夏令时(1 = 使能，0 = 禁用) 实时时钟控制 (1 = 相对/经过时间模式，0 = 日历模式) 描述(默认值 = 0x0000) Y轴加速度计偏移校正，低位字； 二进制补码，0 g = 0x0000， 1 LSB = 0.8 mg ÷ 216 = ~0.0000122 mg 表80. ZA_BIAS_LOW(第2页，基地址 = 0x24) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Z轴加速度计偏移校正，低位字； 二进制补码，0 g = 0x0000， 1 LSB = 0.8 mg ÷ 216 = ~0.0000122 mg 手动灵敏度校正 x_ACCL_SCALE寄存器用于调整灵敏度(见表81、表82和 表83)。 加速度计 表81. X_ACCL_SCALE(第2页，基地址 = 0x0A) 加速度计的用户校准包括用于调整偏置和灵敏度的寄存 位 [15:0] 器，如图23所示。 1 + X_ACCL_SCALE FACTORY CALIBRATION AND FILTERING XA_BIAS_HIGH X_ACCL_OUT 表82. Y_ACCL_SCALE(第2页，基地址 = 0x0C) X_ACCL_LOW 11855-021 X-AXIS ACCL XA_BIAS_LOW 描述(默认值 = 0x0000) X轴加速度计比例校正； 二进制补码，0x0000 = 单位增益， 1 LSB = 1 ÷ 215 = ~0.0003052% 位 [15:0] 图23. 陀螺仪用户校准信号路径 描述(默认值 = 0x0000) Y轴加速度计比例校正； 二进制补码，0x0000 = 单位增益， 1 LSB = 1 ÷ 215 = ~0.0003052% 手动偏置校正 表83. Z_ACCL_SCALE(第2页，基地址 = 0x0E) xA_BIAS_HIGH(见表75、表76和表77)和xA_BIAS_LOW(见 位 [15:0] 表78、表79和表80)寄存器针对各加速度计传感器的输出提 供偏置调整功能。xA_BIAS_HIGH寄存器使用与x_ACCL_OUT寄存器相同的格式。xA_BIAS_LOW寄存器使用与 x_ACCL_LOW寄存器相同的格式。 磁力计 用户校准寄存器支持硬铁和软铁校正，如以下关系式所示： 表75. XA_BIAS_HIGH(第2页，基地址 = 0x1E) 位 [15:0] 位 [15:0]  M XC  1 + S11     M YC  =  S21  M ZC   S31    描述(默认值 = 0x0000) X轴加速度计偏移校正，高位字； 二进制补码，0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg 表76. YA_BIAS_HIGH(第2页，基地址 = 0x22) 描述(默认值 = 0x0000) Y轴加速度计偏移校正，高位字； 二进制补码，0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg S12 S13   M X  H X     1 + S22 S23  ×  M Y  +  H Y   S32 1 + S33  M Z   H Z   其中，MX、MY和MZ变量表示用户校正公式应用之前的磁 力计数据，MXC、MYC和MZC表示用户校正公式应用之后的 磁力计数据。 表77. ZA_BIAS_HIGH(第2页，基地址 = 0x26) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Z轴加速度计比例校正； 二进制补码，0x0000 = 单位增益， 1 LSB = 1 ÷ 215 = ~0.0003052% 描述(默认值 = 0x0000) Z轴加速度计偏移校正，高位字； 二进制补码，0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg Rev. 0 | Page 24 of 36 ADIS16488A 硬铁校正 表89. SOFT_IRON_S12(第2页，基地址 = 0x30) 表84、表85和表86说明了硬铁校正系数(HX、HY和HZ)的寄存 位 [15:0] 器格式。这些寄存器采用二进制补码格式。表87给出了将这 些寄存器的数字码转换为十进制等效值的一些数值例子。 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) X轴磁力计硬铁校正系数HX； 二进制补码，±3.2767 gauss范围， 0.1 mgauss/LSB，0 gauss = 0x0000(见表87) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Y轴磁力计硬铁校正系数HY； 二进制补码，±3.2767 gauss范围， 0.1 mgauss/LSB，0 gauss = 0x0000(见表87) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Z轴磁力计硬铁校正系数HZ； 二进制补码，±3.2767 gauss范围， 0.1 mgauss/LSB，0 gauss = 0x0000(见表87) 十进制 +32,767 +2 +1 0 −1 −2 −32,768 十六进制 0x7FFF 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0x8000 位 [15:0] 二进制 0111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1000 0000 0000 0000 软铁校正矩阵包含灵敏度(S11、S22、S33)和对准(S12、S13、 S21、S23、S31、S32)的校正系数。代表各软铁校正系数的寄 存器参见表88 (S11)、表89 (S12)、表90 (S13)、表91 (S21)、表 92 (S22)、表93 (S23)、表94 (S31)、表95 (S32)和表96 (S33)。表97 给出了数字码与对磁力计输出的影响(百分比)之间如何换 表88. SOFT_IRON_S11(第2页，基地址 = 0x2E) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S11， 二进制补码格式，示例参见表97 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S23， 二进制补码格式，示例参见表97 表94. SOFT_IRON_S31(第2页，基地址 = 0x3A) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S31， 二进制补码格式，示例参见表97 表95. SOFT_IRON_S32(第2页，基地址 = 0x3C) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S32， 二进制补码格式，示例参见表97 表96. SOFT_IRON_S33(第2页，基地址 = 0x3E) 软铁校正矩阵 算的一些数值例子。 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S22， 二进制补码格式，示例参见表97 表93. SOFT_IRON_S23(第2页，基地址 = 0x38) 表87. HARD_IRON_x数值示例 磁场 +3.2767 gauss +0.2 mgauss +0.1 mgauss 0 gauss −0.1 mgauss −0.2 mgauss −3.2768 gauss 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S21， 二进制补码格式，示例参见表97 表92. SOFT_IRON_S22(第2页，基地址 = 0x36) 表86. HARD_IRON_Z(第2页，基地址 = 0x2C) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S13， 二进制补码格式，示例参见表97 表91. SOFT_IRON_S21(第2页，基地址 = 0x34) 表85. HARD_IRON_Y(第2页，基地址 = 0x2A) 位 [15:0] 表90. SOFT_IRON_S13(第2页，基地址 = 0x32) 位 [15:0] 表84. HARD_IRON_X(第2页，基地址 = 0x28) 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S12， 二进制补码格式，示例参见表97 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) 磁力计软铁校正系数S33， 二进制补码格式，示例参见表97 表97. 软铁校正数值示例 变化(%) +100 – 1/216 +200/215 +100/215 0 −100/215 −200/215 −100 Rev. 0 | Page 25 of 36 十进制 +32,767 +2 +1 0 −1 −2 −32,768 十六进制 0x7FFF 0x0002 0x0001 0x0000 0xFFFF 0xFFFE 0x8000 二进制 0111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110 1000 0000 0000 0000 ADIS16488A 气压计 恢复工厂校准 BR_BIAS_HIGH寄存器(见表98)和BR_BIAS_LOW寄存器 转到第3页(DIN = 0x8003)并设置GLOB_CMD[6] = 1(DIN = ( 见 表 99) 提 供 偏 移 控 制 功 能 ， 格 式 与 输 出 寄 存 器 0x8240，DIN = 0x8300)，可执行工厂校准恢复功能。此功 BAROM_OUT和BAROM_LOW相同。 能会将各用户校准寄存器复位为0，将所有传感器数据复 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) 气压偏置校正系数，高位字， 二进制补码，±1.3 bar测量范围， 0 bar = 0x0000，1 LSB = 40 µbar 表99. BR_BIAS_LOW(第2页，基地址 = 0x40) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) 气压偏置校正系数，低位字，二进制补码， ±1.3 bar测量范围，0 bar = 0x0000， 1 LSB = 40 µbar ÷ 216 = ~0.00061 µbar 位为0，并在72 ms内自动更新闪存。有关GLOB_CMD的更 多信息参见表114。 撞击对准点 CONFIG[6]提供撞击对准点功能，它将加速度计传感器映 射到图24所示的封装角。要激活该特性，请转到第3页 (DIN = 0x8003)并设置CONFIG[6] = 1(DIN = 0x8A40，DIN = 0x8B00)。有关CONFIG寄存器的更多信息参见表74。 PIN 23 PIN 1 POINT OF PERCUSSION ALIGNMENT REFERENCE POINT. SEE CONFIG[6]. 图24. 撞击点参照点 Rev. 0 | Page 26 of 36 11855-022 表98. BR_BIAS_HIGH(第2页，基地址 = 0x42) ADIS16488A 报警 每个传感器都有独立的报警功能，用于控制报警幅度、极 表107. YM_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x36) 性并支持动态变化率选项。ALM_STS寄存器(见表49)包含 位 [15:0] 报警输出标志，FNCTIO_CTRL寄存器(见表117)提供将一 条数字I/O线配置为报警指示的选项。 表108. ZM_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x38) 静态报警的使用 静态报警设置用于将各传感器的输出与其xx_ALM_MAGN 位 [15:0] 寄存器(见表100至表109)中的触发设置相比较。 表100. XG_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x28) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) X轴陀螺仪报警阈值设置，二进制补码， 0°/秒 = 0x0000, 1 LSB = 0.02°/秒 表101. YG_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x2A) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Y轴陀螺仪报警阈值设置，二进制补码， 0°/秒 = 0x0000, 1 LSB = 0.02°/秒 表102. ZG_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x2C) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Z轴陀螺仪报警阈值设置，二进制补码， 0°/秒 = 0x0000, 1 LSB = 0.02°/秒 表103. XA_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x2E) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) X轴加速度计报警阈值设置，二进制补码， 0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg 表104. YA_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x30) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Y轴加速度计报警阈值设置，二进制补码， 0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg 表105. ZA_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x32) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Z轴加速度计报警阈值设置，二进制补码， 0 g = 0x0000，1 LSB = 0.8 mg 表106. XM_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x34) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) X轴磁力计报警阈值设置，二进制补码， 0 gauss = 0x0000，1 LSB = 0.1 mgauss 描述(默认值 = 0x0000) Y轴磁力计报警阈值设置，二进制补码， 0 gauss = 0x0000，1 LSB = 0.1 mgauss 描述(默认值 = 0x0000) Z轴磁力计报警阈值设置，二进制补码， 0 gauss = 0x0000，1 LSB = 0.1 mgauss 表109. BR_ALM_MAGN(第3页，基地址 = 0x3A) 位 [15:0] 描述(默认值 = 0x0000) Z轴气压计报警阈值设置，二进制补码， 0 bar = 0x0000，1 LSB = 40 µbar 静态报警极性控制 位于ALM_CNFG_x寄存器(见表110至表112)的报警极性设 置确定导致相应报警标志激活的条件关系。例如，当 ALM_CNFG_0[13] = 1时，如果X_ACCL_OUT大于XA_ALM_ MAGN，则x轴加速度计的报警标志(ALM_STS[3]，见表 49)激活(等于1)。 表110. ALM_CNFG_0(第3页，基地址 = 0x20) 位 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Rev. 0 | Page 27 of 36 描述(默认值 = 0x0000) X轴加速度计报警(1 = 使能) 不用 X轴加速度计报警极性(1 = 大于) X轴加速度计动态使能(1 = 使能) Z轴陀螺仪报警(1 = 使能) 不用 Z轴陀螺仪报警极性(1 = 大于) Z轴陀螺仪动态使能(1 = 使能) Y轴陀螺仪报警(1 = 使能) 不用 Y轴陀螺仪报警极性(1 = 大于) Y轴陀螺仪动态使能(1 = 使能) X轴陀螺仪报警(1 = 使能) 不用 X轴陀螺仪报警极性(1 = 大于) X轴陀螺仪动态使能(1 = 使能) ADIS16488A 表111. ALM_CNFG_1(第3页，基地址 = 0x22) 位 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 描述(默认值 = 0x0000) Y轴磁力计报警(1 = 使能) 不用 Y轴磁力计报警极性(1 = 大于) Y轴磁力计动态使能(1 = 使能) X轴磁力计报警(1 = 使能) 不用 X轴磁力计报警极性(1 = 大于) X轴磁力计动态使能(1 = 使能) Z轴加速度计报警(1 = 使能) 不用 Z轴加速度计报警极性(1 = 大于) Z轴加速度计动态使能(1 = 使能) Y轴加速度计报警(1 = 使能) 不用 Y轴加速度计报警极性(1 = 大于) Y轴加速度计动态使能(1 = 使能) 动态报警的使用 动态报警设置用于将各传感器的输出在48.7 ms内的变化与 该传感器的xx_ALM_MAGN寄存器相比较。 报警示例 表113给出了一个报警配置示例，当Z_GYRO_OUT > 131.1°/秒 (0x199B)时，就会触发Z轴陀螺仪报警。 表113. 报警配置示例 DIN 0xAC9B 0xAD19 0xA000 0xA103 表112. ALM_CONFG_2(第3页，基地址 = 0x24) 位 [15:8] 7 6 5 4 3 2 1 0 描述(默认值 = 0x0000) 不用 气压计报警(1 = 使能) 不用 气压计报警极性(1 = 大于) 气压计动态使能(1 = 使能) Z轴磁力计报警(1 = 使能) 不用 Z轴磁力计报警极性(1 = 大于) Z轴磁力计动态使能(1 = 使能) Rev. 0 | Page 28 of 36 说明 Set ZG_ALM_MAGN[7:0] = 0x9B Set ZG_ALM_MAGN[15:8] = 0x19 Set ALM_CNFG_0[7:0] = 0x00 Set ALM_CNFG_0[15:8] = 0x03 ADIS16488A 系统控制 ADIS16488A提供多个系统级控制选项，用于管理系统运 存储器管理 作，包括复位、自测、校准、存储器管理和I/O配置。 闪存的数据保持期限取决于温度和写周期数。图25显示了 闪存的温度相关性，FLSHCNT_LOW和FLSHCNT_HIGH 全局命令 GLOB_CMD寄存器(见表114)为多个操作提供触发位。将1 写入GLOB_CMD中的某一位会启动相应的功能。功能执 行完毕后，该位恢复为0。 寄存器(见表115和表116)会持续计数闪存发生的写周期 数。每次GLOB_CMD[6]、GLOB_CMD[3]或GLOB_CMD [0]置1时，闪存就会更新。 表114. GLOB_CMD(第3页，基地址 = 0x02) 表115. FLSHCNT_LOW(第2页，基地址 = 0x7C) 位 [15:8] 7 6 [5:4] 3 2 1 0 位 [15:0] 执行时间 不适用 120 ms 75 ms 不适用 375 ms 50 ms 12 ms 见表70 说明 二进制计数；闪存更新次数，低位字 表116. FLSHCNT_HIGH(第2页，基地址 = 0x7E) 位 [15:0] 说明 二进制计数；闪存更新次数，高位字 600 软件复位 转到第3页(DIN = 0x8003)并设置GLOB_CMD[7] = 1(DIN = 0x8280，DIN = 0x8300)，可复位操作，进而删除所有数据， 从闪存恢复所有寄存器初始化设置，并启动数据采集。该 RETENTION (Years) 说明 不用 软件复位 工厂校准恢复 不用 闪存更新 闪存测试 自测 偏置调零 450 300 功能提供一个替代RST引脚(见表5的引脚8)的固件。 150 转到第3页(DIN = 0x8003)并设置GLOB_CMD[1] = 1(DIN = 0 0x8202，然后DIN = 0x8300)，可运行自动自测程序，它包 30 40 55 70 85 100 125 JUNCTION TEMPERATURE (°C) 括下列步骤： 135 150 11855-023 自动自测 图25. 闪存保持期限 闪存测试 1. 测量各传感器的输出。 转到第3页(DIN = 0x8003)并设置GLOB_CMD[2] = 1(DIN = 2. 激活各传感器的自测。 3. 测量各传感器的输出。 0x8204，DIN = 0x8300)，可对内部闪存执行校验和测试，将 4. 取消各传感器的自测。 工厂编程的值与相同存储器位置的当前和相比较。测试结 果载入SYS_E_FLAG[6]。转到第0页(DIN = 0x8000)并使用 5. 计算自测前后的输出差异。 6. 将该差异与内部测试通过/失败准则相比较。 DIN = 0x0800可读取SYS_E_FLAG。 7. 通过DIAG_STS报告各传感器的通过/失败结果。 通用I/O 等待12 ms，以便该测试执行完毕，然后转到第0页 (DIN = 通用I/O引脚共有四个：DIO1、DIO2、DIO3和DIO4。 0x8000)，利用DIN = 0x0A00读取DIAG_STS。使用外部时 FNCTIO_CTRL寄存器控制每个I/O引脚的基本功能，它可 钟可能会延长测试时间。当使用100 Hz的外部时钟时，测试 提供多种有用功能。每个I/O引脚一次只支持一个功能。 时间延长至35 ms。注意，100 Hz太慢，无法实现最佳传感 如果某个引脚支持两个不同的功能，则低优先级功能的使 器性能。 能位会自动复位到0以禁用该功能。优先级顺序为：(1)数 据就绪，(2)同步时钟输入，(3)报警指示，(4)通用；1表示 最高优先级，4表示最低优先级。 Rev. 0 | Page 29 of 36 ADIS16488A 表118. GPIO_CTRL(第3页，基地址 = 0x08) 表117. FNCTIO_CTRL(第3页，基地址 = 0x06) 位 [15:12] 11 10 [9:8] 7 6 [5:4] 3 2 [1:0] 描述(默认值 = 0x000D) 不用 报警指示：1 = 使能，0 = 禁用 报警指示极性：1 = 正，0 = 负 报警指示线路选择：00 = DIO1， 01 = DIO2，10 = DIO3，11 = DIO4 同步时钟输入使能：1 = 使能，0 = 禁用 同步时钟输入极性： 1 = 上升沿，0 = 下降沿 同步时钟输入线路选择：00 = DIO1， 01 = DIO2，10 = DIO3，11 = DIO4 数据就绪使能：1 = 使能，0 = 禁用 数据就绪极性：1 = 正，0 = 负 数据就绪线路选择：00 = DIO1， 01 = DIO2，10 = DIO3，11 = DIO4 位 [15:8] 7 6 5 4 3 2 1 0 1 数据就绪指示 FNCTIO_CTRL[3:0]提供了一些配置选项，允许将其中一 条DIOx线用作数据就绪指示信号，以驱动处理器的中断控 制线。工厂默认指定DIO2为正极性数据就绪信号。通过下 列操作可改为指定DIO1为负极性信号：转到第3页(DIN = 0x8003)并设置FNCTIO_CTRL[3:0] = 1000(DIN = 0x8608， 然后DIN = 0x8700)。数据就绪信号的时序抖动为±1.4 μs。 描述(默认值 = 0x00X0)1 无关 通用I/O线4 (DIO4)数据电平 通用I/O线3 (DIO3)数据电平 通用I/O线2 (DIO2)数据电平 通用I/O线1 (DIO1)数据电平 通用I/O线4 (DIO4)方向控制 (1 = 输出，0 = 输入) 通用I/O线3 (DIO3)方向控制 (1 = 输出，0 = 输入) 通用I/O线2 (DIO2)方向控制 (1 = 输出，0 = 输入) 通用I/O线1 (DIO1)方向控制 (1 = 输出，0 = 输入) GPIO_CTRL[7:4]位反映DIOx线的逻辑电平，没有默认设置。 电源管理 SLP_CNT寄存器(见表119)控制关断模式和休眠模式。关断 模式与休眠模式的区别在于空闲功耗和恢复时间不同。在 关断模式下，空闲功耗最低，但所需的恢复时间最长。此 外，所有易失性设置在关断模式下会丢失，在休眠模式下 则予以保留。 欲设置定时休眠模式，请转到第3页(DIN = 0x8003)，将休 输入同步/时钟控制 FNCTIO_CTRL[7:4]提供了一些配置选项，允许将其中一 条DIOx线用作惯性传感器数据采样的输入同步信号。例 如，通过下列操作可将DIO4设作正极性输入时钟引脚，并 眠时间量写入SLP_CNT[7:0]，然后设置SLP_CNT[8] = 1 (DIN = 0x9101)以启动休眠时间。 欲设置定时关断时间，请将最后一个命令更改为设置 保持数据就绪功能的工厂默认设置：转到第3页(DIN = 0x8003) SLP_CNT[9] = 1 (DIN = 0x9102)。 并设置FNCTIO_CTRL[7:0] = 0xFD(DIN = 0x86FD，然后 欲设置无限期关断或休眠模式，首先应设置SLP_CNT[7:0] DIN = 0x8700)。注意，该命令同时会禁用内部采样时钟， = 0x00，然后将SLP_CNT[8]或SLP_CNT[9]置1。注意，该 没有输入时钟信号就不会进行数据采样。选择时钟输入频 命令在CS线变为高电平时生效。 率时，应考虑330 Hz传感器带宽，因为传感器欠采样会降低 噪声性能和稳定性。 要将器件从休眠或关断模式唤醒，请使用下列选项之一来 恢复正常工作： 通用I/O控制 • CS从高电平变为低电平。 当FNCTIO_CTRL没有配置某一DIOx引脚时，GPIO_CTRL • 发送脉冲使RST变为低电平，然后再变为高电平。 寄存器会控制该引脚的一般用途。GPIO_CTRL[3:0]控制每 • 周期供电。 条线的输入/输出分配。当DIOx线为输入时，监控其电平 例如，设置SLP_CNT[7:0] = 0x64 (DIN = 0x9064)，然后设置 的方法是读取GPIO_CTRL[7:4]。当DIOx线用作输出时， 设置其电平的方法是写入GPIO_CTRL[7:4]。 休眠模式位和关断模式位设均为高电平，则正常休眠模式 例如，通过下列操作可将DIO1和DIO3分别设置为高和低 输出线，并将DIO2和DIO4设置为输入线。转到第3页(DIN = 0x8003)并设置GPIO_CTRL[7:0] = 0x15(DIN = 0x8815，然 后DIN = 0x8900)。 SLP_CNT[8] = 1 (DIN = 0x9101)将使器件休眠100秒。如果 位(SLP_CNT[8])优先。 表119. SLP_CNT(第3页，基地址 = 0x10) 位 [15:10] 9 8 [7:0] Rev. 0 | Page 30 of 36 说明 不用 掉电模式 正常休眠模式 可编程时间位，1秒/LSB； 0x00 = 无限期 ADIS16488A 通用寄存器 写入TIME_YM_OUT[14:8](年)后经过一秒，实时时钟寄存 USER_SCR_x寄存器(见表120、表121、表122和表123)提供 器才能反映更新的新值。写入TIME_YM_OUT[14:8]会激 四个16位寄存器用于存储数据。 活所有时序值，因此，更新定时器时，此位置应最后写 表120. USER_SCR_1(第2页，地址 = 0x74) 入，即使年信息不需要更新。 位 [15:0] 设置CONFIG[0] = 1(DIN = 0x8003，DIN = 0x8A01)后，将 说明 用户自定义 当前时间写入各时间数据寄存器。注意，CONFIG[1]用于 表121. USER_SCR_2(第2页，地址 = 0x76) 管理夏令时。配置CONFIG和TIME_xx_OUT寄存器后，设 位 [15:0] 置GLOB_CMD[3] = 1(DIN = 0x8003，DIN = 0x8204，DIN = 说明 用户自定义 0x8300)以将这些设置备份到闪存，并使用单独的3.3 V电源 表122. USER_SCR_3(第2页，地址 = 0x78) 为VDDRTC功能供电。注意，访问TIME_xx_OUT寄存器 位 [15:0] 中的时间数据需要在正常工作过程中进行(VDD = 3.3 V且完 说明 用户自定义 全启动)，但定时器功能只要求VDDRTC = 3.3 V，ADIS16488A 表123. USER_SCR_4(第2页，地址 = 0x7A) 位 [15:0] 的其余部分可以关断。 说明 用户自定义 表124. TIME_MS_OUT(第0页，基地址 = 0x78) 实时时钟配置/数据 VDDRTC电源引脚(引脚23，见表5)为实时时钟(RTC)功能 提供单独的电源。因此，即使主电源(VDD)关闭，RTC也 能记录时间。 要配置RTC功能，需通过CONFIG[0](见表74)选择两种模 式之一。实时时钟数据通过TIME_MS_OUT寄存器(见表 124)、TIME_DH_OUT寄存器(见表125)和TIME_YM_OUT 寄存器(见表126)提供。使用经过时间模式时，器件一旦启 动(或复位)，时间数据寄存器就会从0x0000开始计时，类 位 [15:14] [13:8] [7:6] [5:0] 说明 不用 分钟，二进制数据，范围 = 0至59 不用 秒，二进制数据，范围 = 0至59 表125. TIME_DH_OUT(第0页，基地址 = 0x7A) 位 [15:13] [12:8] [7:6] [5:0] 说明 不用 日期，二进制数据，范围 = 1至31 不用 小时，二进制数据，范围 = 0至23 表126. TIME_YM_OUT(第0页，基地址 = 0x7C) 似秒表。 使用时钟/日历模式时，当前时间以如下顺序写入实时寄存 器 ： 秒 (TIME_MS_OUT[5:0])、 分 (TIME_MS_OUT [13:8])、时(TIME_DH_OUT[5:0])、日(TIME_DH_OUT [12:8])、月(TIME_YM_OUT[3:0])、年(TIME_YM_OUT 位 [15] [14:8] [7:4] [3:0] [14:8])。只有正确完成对TIME_YM_OUT[14:8]字节的写操 作后，定时器更新才会发生。 Rev. 0 | Page 31 of 36 说明 不用 年份，二进制数据，范围 = 0至99，相对于公元2000年。 不用 月份，二进制数据，范围 = 1至12 ADIS16488A 应用信息 最佳安装规程 MOUNTING SCREWS M2 × 0.4mm, 4× WASHERS (OPTIONAL) M2, 4× ADIS16488A SPACERS/WASHERS SUGGESTED, 4× PCB MATING CONNECTOR CLM-112-02 PASS-THROUGH HOLES DIAMETER ≥2.85mm 11855-133 WASHERS (OPTIONAL) M2, 4× NUTS M2 × 0.4mm, 4× 图26. 安装示例 39.600 BSC 为实现最佳性能，将ADIS16488A安装到系统时应遵循下面 19.800 BSC 的简单规则： PASS-THROUGH HOLE FOR MOUNTING SCREWS 1. 消除电气连接器受到平移力(x轴和y轴方向，参见图6)影 DIAMETER OF THE HOLE MUST ACCOMODATE DIMENSIONAL TOLERANCE BETWEEN THE CONNECTOR AND HOLES. 响的可能。 2. 安装力仅作用于安装孔周围的安装表面部分的四角。 这三条规则有助于防止作用力不规则导致封装弯曲和传感 器出现偏置误差。图26给出了一个例子，它利用垫片使封 装脱离安装表面，并使用2.85 mm通孔和后端垫片/螺母进 DEVICE OUTLINE 42.600 寸-盎司或0.285 N-m。 21.300 BSC 1.642 BSC 3. 所有四角的安装力应均衡。建议使用的扭矩设置为40英 0.560 BSC 2× ALIGNMENT HOLES FOR MATING SOCKET 行安装。图27和图28显示了安装孔和连接器对齐引脚钻孔 有关安装ADIS16488A的更多信息，请参见AN-1295应用笔记。 5 BSC NOTES 1. ALL DIMENSIONS IN mm UNITS. 2. IN THIS CONFIGURATION, THE CONNECTOR IS FACING DOWN AND ITS PINS ARE NOT VISIBLE. 图27. 建议PCB焊盘图形布局(连接器朝下) Rev. 0 | Page 32 of 36 11855-025 5 BSC 位置的一些详情。 ADIS16488A 0.4334 [11.0] 0.019685 [0.5000] (TYP) 现电流尖峰，图30则更细致地显示了峰值瞬态条件(通常在 VDD达到2.85 V后大约350 ms时出现)下的电流/时间行为。 0.0240 [0.610] T 0.054 [1.37] 0.0394 [1.00] 0.1800 [4.57] 0.0394 [1.00] 1 11855-026 0.022± DIA (TYP) 0.022 DIA THRU HOLE (TYP) NONPLATED NONPLATED THRU HOLE THRU HOLE 2× VDD 图28. 使用Samtec P/N CLM-112-02-G-D-A作为 对接连接器时的建议布局和机械设计 评估工具 CURRENT 分线板ADIS16IMU1/PCBZ ADIS16IMU1/PCBZ(另售)是ADIS16488A的分线板，也就 CH1 2.00V 是可以通过支持标准1 mm扁平电缆的较大连接器来接入 CH4 100mA Ω 1.00ms 1.00MS/s CH1 T 9.800% 1M POINTS 2.72V 11855-129 4 图29 瞬态电流需求(启动) ADIS16488A。它还提供了四个安装孔，用于将ADIS16488A 安装到分线板上。 T 基于PC的评估EVAL-ADIS EVAL-ADIS支持利用PC对ADIS16488A进行评估。 电源考虑 CURRENT ADIS16488A的VDD和GND引脚上有约24 µF的电容。虽然 该电容组提供了较大量的局部滤波，但当VDD电压下降太 快时，它也为应对过大的充电电流提供了机会。对于任何 4 素的限流功能，下式可帮助确定合适的VDD电压曲线。 i(t ) = C dV dt CH4 100mA Ω 1.00ms 1.00MS/s CH1 T 9.800% 1M POINTS 图30 瞬态电流需求(峰值需求) 除了管理初始电压斜坡以外，还应注意ADIS16488A在启动 /自初始化过程中的瞬态电流需求。当VDD达到2.85 V时， ADIS16488A开始启动过程。图29从宏观上显示了何时会出 Rev. 0 | Page 33 of 36 2.72V 11855-128 可能引起电源丧失调节能力并给ADIS16488A带来不安全因 ADIS16488A 外形尺寸 44.254 44.000 43.746 Ø 2.40 BSC 39.854 39.600 39.346 15.00 BSC (4 PLACES) 20.10 19.80 19.50 2.20 BSC (8 PLACES) DETAIL A PIN 1 8.25 BSC 42.854 42.600 42.346 1.942 1.642 1.342 1.00 BSC 47.254 47.000 46.746 DETAIL A BOTTOM VIEW 14.254 14.000 13.746 DETAIL B FRONT VIEW 6.50 BSC 3.454 3.200 2.946 5.50 BSC 5.50 BSC 1.00 BSC PITCH DETAIL B 0.30 SQ BSC 12-07-2012-E 2.84 BSC 图31. 带连接器接口的24引脚模块封装[MODULE] (ML-24-6) 尺寸单位：mm 订购指南 型号1 ADIS16488BMLZ ADIS16488CMLZ 1 温度范围 −40°C至+105°C −55°C至+105°C 封装描述 带连接器接口的24引脚模块封装[MODULE] 带连接器接口的24引脚模块封装[MODULE] Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. 0 | Page 34 of 36 封装选项 ML-24-6 ML-24-6 ADIS16488A 注释 Rev. 0 | Page 35 of 36 ADIS16488A 注释 ©2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D11855sc-0-1/14(0) Rev. 0 | Page 36 of 36