EVAL-ADXL350Z-S

3轴、±1g/±2g/±4g/±8g 数字加速度计 ADXL350 特性 概述 具有最小/最大规格的出色零g偏置精度和稳定性 超低功耗：VS = 2.5 V时(典型值)，测量模式下低至45 μA， 待机模式下为0.1 μA 功耗随带宽自动按比例变化 用户可选的分辨率 10位固定分辨率 全分辨率，分辨率随g范围提高而提高，±8 g时高达13位(在 所有g范围内保持2 mg/LSB的比例系数) 嵌入式、32级FIFO缓冲器可将主机处理器的负载降至最低 单击/双击检测和自由落体检测 活动/非活动监控 电源电压范围：2.0 V至3.6 V I/O电压范围：1.7 V至VS SPI(3线式和4线式)和I2C数字接口 灵活的中断模式，可映射到任一中断引脚 通过串行命令可选测量范围 通过串行命令可选带宽 宽温度范围(−40°C至+85°C) 抗冲击能力：10,000 g 无铅/符合RoHS标准 小而薄：4 mm × 3 mm × 1.2 mm空腔LGA封装 高性能ADXL350是一款小尺寸薄型低功耗3轴加速度计， 具有高分辨率(13位)和高达±8 g的可选测量范围。ADXL350 提供业界领先的噪声和温度性能，保证应用的鲁棒性，所 需校准工作量极小。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)或者I2C数字接口访问。 ADXL350非常适合高性能便携式应用。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。它具有高分辨率(2 mg/LSB)，能够分辨不到 1.0°的倾斜度变化。 该器件提供多种特殊检测功能。活动和非活动检测功能检 测有无运动发生，以及任意轴上的加速度是否超过用户设 置的限值。敲击检测功能可以检测单击和双击动作。自由 落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。这些功能可以 映射到两个中断输出引脚中的一个。 低功耗模式支持基于运动的智能电源管理，从而以极低的 功耗进行阈值感测和运动加速度测量。 ADXL350采用3 mm × 4 mm × 1.2 mm、16引脚小型空腔层 压封装。 应用 便携式消费电子设备 高性能医疗和工业应用 功能框图 VS ADXL350 VDD I/O POWER MANAGEMENT ADC 3-AXIS SENSOR DIGITAL FILTER CONTROL AND INTERRUPT LOGIC 32 LEVEL FIFO SERIAL I/O INT1 INT2 SDA/SDI/SDIO SDO/ALT ADDRESS SCL/SCLK CS GND 10271-001 SENSE ELECTRONICS 图1. Rev. 0 Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADXL350 目录 特性....................................................................................................1 应用....................................................................................................1 概述....................................................................................................1 功能框图 ...........................................................................................1 修订历史 ...........................................................................................2 技术规格 ...........................................................................................3 绝对最大额定值..............................................................................4 热阻 ..............................................................................................4 封装信息......................................................................................4 ESD警告.......................................................................................4 引脚配置和功能描述 .....................................................................5 典型性能参数 ..................................................................................6 工作原理 ........................................................................................ 14 电源时序................................................................................... 14 省电功能................................................................................... 15 串行通信 ........................................................................................ 16 SPI .............................................................................................. 16 I2C............................................................................................... 19 中断 ........................................................................................... 21 FIFO........................................................................................... 21 自测 ........................................................................................... 22 寄存器映射.................................................................................... 23 寄存器定义 .............................................................................. 24 应用信息 ........................................................................................ 28 电源去耦................................................................................... 28 机械安装注意事项 ................................................................. 28 敲击检测................................................................................... 28 阈值 ........................................................................................... 29 链接模式................................................................................... 29 休眠模式与低功耗模式 ........................................................ 29 偏移校准................................................................................... 29 使用自测................................................................................... 30 加速度灵敏度轴...................................................................... 32 布局和设计建议...................................................................... 33 外形尺寸 ........................................................................................ 34 订购指南................................................................................... 34 修订历史 2012年9月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 36 ADXL350 技术规格 除非另有说明，TA = 25°C，VS = 2.5 V，VDD I/O = 2.5 V，加速度 = 0 g，CIO = 0.1 μF。保证所有最低和最高技术规格。 不保证典型技术规格。 表1. 参数 传感器输入 测量范围 非线性度 轴间对齐误差 跨轴灵敏度1 输出分辨率 所有g范围 ±1 g范围 ±2 g范围 ±4 g范围 ±8 g范围 灵敏度 XOUT、YOUT、ZOUT灵敏度 XOUT、YOUT和ZOUT比例因子 XOUT、YOUT、ZOUT灵敏度 XOUT、YOUT和ZOUT比例因子 XOUT、YOUT、ZOUT灵敏度 XOUT、YOUT和ZOUT比例因子 XOUT、YOUT、ZOUT灵敏度 XOUT、YOUT和ZOUT比例因子 XOUT、YOUT、ZOUT灵敏度 XOUT、YOUT和ZOUT比例因子 温度引起的灵敏度变化 0 g偏置 XOUT、YOUT的0 g输出 ZOUT的0 g输出 0 g偏移与温度的关系(X轴和Y轴)2 0 g偏移与温度的关系(Z轴)2 噪声性能 噪声(X轴和Y轴) 噪声(Z轴) 输出数据速率和带宽 测量速率3 自测4 X轴上的输出变化 Y轴上的输出变化 Z轴上的输出变化 电源 工作电压范围(VS) 接口电压范围(VDD I/O) 电源电流 待机模式漏电流 开启时间5 工作温度范围 测试条件 各轴 用户可选 满量程百分比 最小值 各轴 10位分辨率 全分辨率 全分辨率 全分辨率 全分辨率 各轴 任何g范围，全分辨率 任何g范围，全分辨率 ±1 g，10位分辨率 ±1 g，10位分辨率 ±2 g，10位分辨率 ±2 g，10位分辨率 ±4 g，10位分辨率 ±4 g，10位分辨率 ±8 g，10位分辨率 ±8 g，10位分辨率 典型值 最大值 单位 ±1, ±2, ±4, ±8 ±0.5 ±0.1 ±3 g % 度 % 10 10 11 12 13 Bits Bits Bits Bits Bits 473.6 1.80 473.6 1.80 236.8 3.61 118.4 7.22 59.2 14.45 512 1.95 512 1.95 256 3.91 128 7.81 64 15.63 ±0.01 550.4 2.10 550.4 2.10 275.2 4.21 137.6 8.40 68.8 16.80 LSB/g mg/LSB LSB/g mg/LSB LSB/g mg/LSB LSB/g mg/LSB LSB/g mg/LSB %/°C −150 −250 −0.31 −0.49 ±50 ±75 ±0.17 ±0.24 +150 +250 +0.31 +0.49 Mg Mg mg/°C mg/°C 各轴 100 Hz数据速率，全分辨率 100 Hz数据速率，全分辨率 用户可选 数据速率 ≥ 100 Hz，2.0 ≤ VS ≤ 3.6 1.1 1.7 6.25 3200 Hz 0.2 −2.1 0.3 2.1 −0.2 3.4 g g g 3.6 VS V V µA µA µA ms o C 2.0 1.7 数据速率 > 100 Hz 数据速率 > 10 Hz 数据速率 = 3200 Hz −40 1 LSB rms LSB rms 2.5 1.8 166 45 0.1 1.4 2 +85 跨轴灵敏度定义为任意两轴之间的耦合。 偏移与温度关系的最小值和最大值规格通过特性保证，代表平均±3σ分布。 3 带宽为输出数据速率的一半。 4 自测变化定义为SELF_TEST位 = 1(DATA_FORMAT寄存器中)时的输出(g)减去SELF_TEST位 = 0(DATA_FORMAT寄存器中)时的输出(g)。由于器件滤波作用，使能 或禁用自测时，输出在4 × τ后达到最终值，其中τ = 1/(数据速率)。 5 开启和唤醒时间取决于用户定义的带宽。在100 Hz数据速率时，开启时间和唤醒时间大约为11.1 ms。其他数据速率时，开启时间和唤醒时间大约为τ + 1.1 ms， 其中τ = 1/(数据速率)。 2 Rev. 0 | Page 3 of 36 ADXL350 绝对最大额定值 封装信息 表2. 参数 加速度 任意轴，无电 任意轴，有电 VS VDD I/O 数字引脚 图2和表4中的信息提供了ADXL350封装标识的详情。产品 额定值 10,000 g 10,000 g −0.3 V至+3.6 V −0.3 V至+3.6 V −0.3 V至VDD I/O+ 0.3 V或 3.6 V，取较小者 −0.3 V至+3.6 V 不定 所有其它引脚 输出短路持续时间 (任意引脚接地) 温度范围 有电 存储 XL350B ywVVVV 10271-202 供货的完整列表请参阅“订购指南”部分。 图2. 产品封装信息(顶视图) 表4. 封装标识信息 −40°C至+105°C −40°C至+105°C 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 标识码 XL350B yw VVVV 字段说明 ADXL350器件标识符 日期代码 工厂批次代码 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 ESD警告 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 ESD(静电放电)敏感器件。 器件的可靠性。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高 热阻 能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当 的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 表3. 封装特性 封装类型 16引脚LGA_CAV θJA 150°C/W θJC 85°C/W 器件重量 20 mg Rev. 0 | Page 4 of 36 ADXL350 RESERVED VS VDD I/O GND 引脚配置和功能描述 16 15 14 1 NC 2 13 ADXL350 GND 12 RESERVED 11 INT1 10 RESERVED +X 5 NC = NO INTERNAL CONNECTION +Z 6 7 8 TOP VIEW (Not to Scale) 9 INT2 10271-002 NC +Y CS 4 SDO/ ALT ADDRESS SCL/SCLK SDA/SDI/SDIO NC 3 图3. 引脚配置 表5. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名称 VDD I/O NC NC SCL/SCLK NC SDA/SDI/SDIO SDO/ALT ADDRESS CS INT2 RESERVED INT1 RESERVED GND VS RESERVED GND 描述 数字接口电源电压。 内部不连接。 内部不连接。 串行通信时钟。 内部不连接。 串行数据(I2C)、串行数据输入(SPI 4线)、串行数据输入/输出(SPI 3线)。 串行数据输出/备用I2C地址选择。 片选。 中断2输出。 保留。该引脚必须接地或保持断开。 中断1输出。 保留。该引脚必须接地。 该引脚必须接地。 电源电压。 保留。该引脚必须连接到VS或保持断开。 该引脚必须接地。 Rev. 0 | Page 5 of 36 ADXL350 典型性能参数 除非另有说明，所有典型性能图的N = 460。 30 20 10 0 –100 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 ZERO g OFFSET (mg) 20 10 0 –100 –80 –20 0 20 40 60 80 100 图7. 25°C时的X轴0 g偏移，VS = 3.0 V 30 30 20 10 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 ZERO g OFFSET (mg) 10 0 –100 10271-104 0 –100 20 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 ZERO g OFFSET (mg) 10271-107 PERCENT OF POPULATION (%) 40 图8. 25°C时的Y轴0 g偏移，VS = 3.0 V 图5. 25°C时的Y轴0 g偏移，VS = 2.5 V 30 PERCENT OF POPULATION (%) 30 20 10 0 20 10 图9. 25°C时的Z轴0 g偏移，VS = 3.0 V 图6. 25°C时的Z轴0 g偏移，VS = 2.5 V Rev. 0 | Page 6 of 36 70 10271-108 ZERO g OFFSET (mg) 50 30 10 –10 –30 –50 –70 –90 –110 –130 –150 –190 –210 –230 95 10271-105 ZERO g OFFSET (mg) 115 75 55 35 15 –5 –25 –45 –65 –85 –105 –125 0 –170 PERCENT OF POPULATION (%) –40 ZERO g OFFSET (mg) 图4. 25°C时的X轴0 g偏移，VS = 2.5 V PERCENT OF POPULATION (%) –60 10271-106 PERCENT OF POPULATION (%) 30 10271-103 PERCENT OF POPULATION (%) 40 ADXL350 100 30 75 N = 16 VS = VDD I/O = 2.5V 50 20 OUTPUT (mg) PERCENT OF POPULATION (%) –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 10 25 0 –25 –50 0.5 ZERO g OFFSET TEMPERATURE COEFFICIENT (mg/°C) –100 –60 10271-109 0.4 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 0 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 图13. X轴0 g偏移与温度的关系—16个器件焊接到PCB，VS = 2.5 V 图10. X轴0 g偏移温度系数，VS = 2.5 V 100 30 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 75 N = 16 VS = VDD I/O = 2.5V 50 20 OUTPUT (mg) PERCENT OF POPULATION (%) –40 10271-112 –75 25 0 –25 10 –50 –100 –60 0.5 ZERO g OFFSET TEMPERATURE COEFFICIENT (mg/°C) 10271-110 0.4 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 0 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 图14. Y轴0 g偏移与温度的关系—16个器件焊接到PCB，VS = 2.5 V 图11. Y轴0 g偏移温度系数，VS = 2.5 V 150 20 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 100 N = 16 VS = VDD I/O = 2.5V 15 OUTPUT (mg) 50 10 0 –50 5 –150 –60 ZERO g OFFSET TEMPERATURE COEFFICIENT (mg/°C) 0.5 10271-111 0.4 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 0 –40 –20 0 20 40 TEMPERATURE (°C) 图12. Z轴0 g偏移温度系数，VS = 2.5 V 60 80 100 10271-114 –100 –0.5 PERCENT OF POPULATION (%) –40 10271-113 –75 图15. Z轴0 g偏移与温度的关系—16个器件焊接到PCB，VS = 2.5 V Rev. 0 | Page 7 of 36 ADXL350 100 30 75 N = 16 VS = VDD I/O = 3.0V 50 20 OUTPUT (mg) PERCENT OF POPULATION (%) –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 10 25 0 –25 –50 0.6 ZERO g OFFSET TEMPERATURE COEFFICIENT (mg/°C) –100 –60 10271-115 0.5 0.4 0.3 0.2 0 0.1 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 –0.6 0 图16. X轴0 g偏移温度系数，VS = 3.0 V –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 图19. X轴0 g偏移与温度的关系—16个器件焊接到PCB，VS = 3.0 V 100 30 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 75 N = 16 VS = VDD I/O = 3.0V 50 20 OUTPUT (mg) PERCENT OF POPULATION (%) –40 10271-118 –75 10 25 0 –25 –50 –100 –60 ZERO g OFFSET TEMPERATURE COEFFICIENT (mg/°C) 10271-116 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0 0.1 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 –0.6 0 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 图20. Y轴0 g偏移与温度的关系—16个器件焊接到PCB，VS = 3.0 V 图17. Y轴0 g偏移温度系数，VS = 3.0 V 150 20 N = 16 VS = VDD I/O = 3.0V –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 100 15 OUTPUT (mg) 50 10 0 –50 5 –150 –60 10271-117 ZERO g OFFSET TEMPERATURE COEFFICIENT (mg/°C) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0 0.1 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 0 –40 –20 0 20 TEMPERATURE (°C) 40 60 80 10271-120 –100 –0.6 PERCENT OF POPULATION (%) –40 10271-119 –75 图21. Z轴0 g偏移与温度的关系—16个器件焊接到PCB，VS = 3.0 V 图18. Z轴0 g偏移温度系数，VS = 3.0 V Rev. 0 | Page 8 of 36 图24. Z轴灵敏度(25°C，VS = 2.5 V，全分辨率) Rev. 0 | Page 9 of 36 图27. Z轴灵敏度温度系数，VS = 2.5 V SENSITIVITY TEMPERATURE COEFFICIENT (%/°C) 10271-125 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0 –0.002 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0 –0.002 –0.004 –0.006 10271-124 SENSITIVITY TEMPERATURE COEFFICIENT (%/°C) 10271-126 SENSITIVITY TEMPERATURE COEFFICIENT (%/°C) 0.010 0.008 0.006 0.004 0 0.002 20 0 60 –0.002 图23. Y轴灵敏度(25°C，VS = 2.5 V，全分辨率) –0.004 20 –0.004 60 –0.006 图22. X轴灵敏度(25°C，VS = 2.5 V，全分辨率) –0.006 0 –0.008 –0.010 20 PERCENT OF POPULATION (%) 40 –0.008 40 PERCENT OF POPULATION (%) 10721-121 550 545 540 535 530 525 520 515 510 505 500 495 490 485 480 475 470 PERCENT OF POPULATION (%) 60 –0.008 SENSITIVITY (LSB/g) –0.010 10721-122 0 –0.010 40 PERCENT OF POPULATION (%) 550 545 540 535 530 525 520 515 510 505 500 495 490 485 480 475 470 PERCENT OF POPULATION (%) SENSITIVITY (LSB/g) 10721-123 SENSITIVITY (LSB/g) 550 545 540 535 530 525 520 515 510 505 500 495 490 485 480 475 470 PERCENT OF POPULATION (%) ADXL350 80 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 60 40 20 0 图25. X轴灵敏度温度系数，VS = 2.5 V 80 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 60 40 20 0 图26. Y轴灵敏度温度系数，VS = 2.5 V 40 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 30 20 10 0 550 0 图30. Z轴灵敏度(VS = 3.0 V，全分辨率) Rev. 0 | Page 10 of 36 图33. Z轴灵敏度温度系数，VS = 3.0 V SENSITIVITY TEMPERATURE COEFFICIENT (%/°C) 10271-131 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0 –0.002 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0 –0.002 –0.004 –0.006 10271-130 SENSITIVITY TEMPERATURE COEFFICIENT (%/°C) 10271-132 SENSITIVITY TEMPERATURE COEFFICIENT (%/°C) 0.010 0.008 0.006 0.004 20 0.002 60 0 图29. Y轴灵敏度(VS = 3.0 V，全分辨率) –0.002 20 –0.004 60 –0.004 60 –0.006 图28. X轴灵敏度(VS = 3.0 V，全分辨率) –0.008 10 –0.008 0 –0.010 20 PERCENT OF POPULATION (%) 30 –0.006 0 –0.010 40 PERCENT OF POPULATION (%) 10721-127 575 570 565 560 555 550 545 540 535 530 525 520 515 510 505 500 495 PERCENT OF POPULATION (%) 40 –0.008 –0.010 40 PERCENT OF POPULATION (%) SENSITIVITY (LSB/g) 10721-128 575 570 565 560 555 550 545 540 535 530 525 520 515 510 505 500 495 PERCENT OF POPULATION (%) SENSITIVITY (LSB/g) 10721-129 SENSITIVITY (LSB/g) 545 540 535 530 525 520 515 510 505 500 495 490 485 480 475 470 PERCENT OF POPULATION (%) ADXL350 80 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 60 40 20 0 图31. X轴灵敏度温度系数，VS = 3.0 V 70 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 50 40 30 20 10 0 图32. Y轴灵敏度温度系数，VS = 3.0 V 50 –40°C TO +25°C +25°C TO +85°C 40 30 20 10 0 ADXL350 540 550 N = 16 VS = VDD I/O = 2.5V 545 540 525 535 520 515 510 505 530 525 520 515 500 510 495 505 490 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 500 –60 –20 0 20 40 60 80 100 图37. X轴灵敏度与温度的关系—16个器件焊接到PCB， VS = 3.0 V，全分辨率 540 550 N = 16 VS = VDD I/O = 2.5V 545 540 525 535 SENSITIVITY (LSB/g) 530 520 515 510 505 530 525 520 515 500 510 495 505 –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 500 –60 10271-134 490 –60 N = 16 VS = VDD I/O = 3.0V –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 图35. Y轴灵敏度与温度的关系—16个器件焊接到PCB， VS = 2.5 V，全分辨率 10271-137 535 图38. Y轴灵敏度与温度的关系—16个器件焊接到PCB， VS = 3.0 V，全分辨率 540 550 N = 16 VS = VDD I/O = 2.5V 535 545 540 530 535 SENSITIVITY (LSB/g) 525 520 515 510 505 530 525 520 515 510 505 500 500 495 N = 16 VS = VDD I/O = 3.0V 490 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 10271-135 495 490 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 图39. Z轴灵敏度与温度的关系—16个器件焊接到PCB， VS = 3.0 V，全分辨率 图36. Z轴灵敏度与温度的关系—16个器件焊接到PCB， VS = 2.5 V，全分辨率 Rev. 0 | Page 11 of 36 10271-138 SENSITIVITY (LSB/g) –40 TEMPERATURE (°C) 图34. X轴灵敏度与温度的关系—16个器件焊接到PCB， VS = 2.5 V，全分辨率 SENSITIVITY (LSB/g) N = 16 VS = VDD I/O = 3.0V 10271-136 SENSITIVITY (LSB/g) 530 10271-133 SENSITIVITY (LSB/g) 535 ADXL350 80 40 20 0 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 OUTPUT (g) 60 40 20 0 0.80 1.05 1.10 1.15 1.20 20 –1.00 –0.95 –0.90 –0.85 –0.80 –0.75 –0.70 –0.65 –0.60 80 60 40 20 0 –1.20 –1.15 –1.10 –1.05 –1.00 –0.95 –0.90 –0.85 –0.80 OUTPUT (g) 10271-143 PERCENT OF POPULATION (%) 40 10271-140 图44. 25°C时的Y轴自测响应，VS = 3.0 V 图41. 25°C时的Y轴自测响应，VS = 2.5 V 50 PERCENT OF POPULATION (%) 60 40 20 1.25 1.30 1.35 1.40 1.45 1.50 1.55 OUTPUT (g) 1.60 30 20 10 0 10271-141 1.20 40 1.70 1.75 1.80 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 2.10 2.15 2.20 OUTPUT (g) 图45. 25°C时的Z轴自测响应，VS = 3.0 V 图42. 25°C时的Z轴自测响应，VS = 2.5 V Rev. 0 | Page 12 of 36 10271-144 PERCENTAGE OF POPULATION (%) 1.00 100 OUTPUT (g) PERCENT OF POPULATION (%) 0.95 图43. 25°C时的X轴自测响应，VS = 3.0 V 60 0 0.90 OUTPUT (g) 图40. 25°C时的X轴自测响应，VS = 2.5 V 0 0.85 10271-142 PERCENT OF POPULATION (%) 60 10271-139 PERCENT OF POPULATION (%) 80 ADXL350 220 200 CURRENT (µA) 40 20 160 140 100 110 120 130 140 150 160 170 180 CURRENT CONSUMPTION (µA) 190 200 100 160 140 120 100 80 60 40 100 1k OUTPUT DATA RATE (Hz) 10k 10271-146 20 10 4 图48. 25°C时电流消耗与电源电压VS 的关系，10个器件 180 1 3 SUPPLY VOLTAGE (V) 图46. 25°C时的功耗，100 Hz输出数据速率， VS = 2.5 V，31个器件 0 2 图47. 25°C时功耗与输出数据速率的关系， VS = 2.5 V，10个器件 Rev. 0 | Page 13 of 36 10271-147 0 CURRENT (µA) 180 120 10271-145 PERCENT OF POPULATION (%) 60 ADXL350 工作原理 ADXL350是一款完整的3轴加速度测量系统，可选择的测 电源时序 量范围有±1 g、±2 g、±4 g或±8 g。该器件既能测量运动或 电源能以任何时序施加到VS或VDD I/O而不会损坏ADXL350。 冲击导致的动态加速度，也能测量静止加速度，例如重力 表6列出了所有可能的上电模式。 加速度，因此可作为倾斜传感器使用。 接口电压电平通过接口电源电压VDD I/O设置，其存在确保了 该传感器为多晶硅表面微加工结构，置于晶圆顶部。多 ADXL350跟通信总线不冲突。单电源供电模式中，VDD I/O可 晶硅弹簧悬挂于晶圆表面的结构之上，提供加速度力量 以等于主电源VS。然而，在双电源应用中，VDD I/O可不等于 阻力。 VS，只要VS大于VDD I/O，就可以适应所需的接口电压。 差分电容由独立固定板和活动质量连接板组成，能对结构 施加VS，器件进入待机模式，此时功耗最小。器件等待施 偏转进行测量。加速度使波束偏转、差分电容失衡，从而 加VDD I/O和接收进入测量模式的命令。(此命令可以通过设置 传感器输出的幅度与加速度成比例。相敏解调用于确定加 POWER_CTL寄存器(地址0x2D)的测量位启动。)此外，器 速度的幅度和极性。 件处于待机模式时，可以写入或读取任何寄存器，以配置 器件。建议在待机模式配置器件，然后使能测量模式。清 除测量位，器件返回到待机模式。 表6. 电源时序 条件 关断 VS 关 VDD I/O 关 总线禁用 开 关 总线使能 关 开 待机或测量模式 开 开 描述 该器件完全关断， 但可能存在通信总线冲突。 该器件开启，进入待机模式， 但通信不可用，并且与通信总线冲突。 上电时应尽量减少该状态持续时间，以防冲突。 无功能可用， 但该器件不会与通信总线冲突。 上电时，该器件处于待机模式， 等待进入测量模式的命令，所有传感器功能关闭。 该器件得到指示后进入测量模式，所有的传感器功能都可用。 Rev. 0 | Page 14 of 36 ADXL350 表8. 功耗与数据速率 (低功耗模式，TA = 25°C，VS = 2.5 V，VDD I/O = 1.8 V) 省电功能 功耗模式 ADXL350自动调节功耗，与输出数据速率成比例，如表7 所示。如果需要额外省电，可采用低功耗模式。该模式 下，内部采样速率降低，12.5 Hz至400 Hz数据速率范围内达 到省电目的，但噪声略微变大。 要进入低功耗模式，在BW_RATE寄存器(地址0x2C)中设置 LOW_POWER位(位4)。表8为低功耗模式下的功耗，低功 耗模式的优势从中可见。表7和表8列出了VS为2.5 V时的功 耗值。电流与VS成线性比例关系。 带宽(Hz) 1600 800 400 200 100 50 25 12.5 6.25 3.125 带宽(Hz) 200 100 50 25 12.5 6.25 速率代码 1100 1011 1010 1001 1000 0111 IDD (µA) 100 65 55 50 40 40 自动休眠模式 通过让ADXL350在静止期间自动切换到休眠模式，可以进 一步节省功耗。要使能此功能，应将THRESH_INACT寄存 表7. 功耗与数据速率 (TA = 25°C，VS = 2.5 V，VDD I/O = 1.8 V) 输出数据速率 (Hz) 3200 1600 800 400 200 100 50 25 12.5 6.25 输出数据速率 (Hz) 400 200 100 50 25 12.5 速率代码 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 器(地址0x25)和TIME_INACT寄存器(地址0x26)各设置一个 值表示静止(适当值视应用而定)，然后将POWER_CTL寄 IDD (µA) 145 100 145 145 145 145 100 65 55 40 存器(地址0x2D)中的AUTO_SLEEP位和链接位置1。VS为 2.5 V时，该模式下低于8 Hz数据速率的功耗通常为40 μA。 待机模式 要进一步降低功耗，可以使用待机模式。待机模式下，功 耗降低到0.1 μA(典型值)。该模式中，无测量发生。清除 POWER_CTL寄存器(地址0x2D)的测量位(位D3)，可进入 待机模式。在待机模式下，器件会保存FIFO内容。 Rev. 0 | Page 15 of 36 ADXL350 串行通信 ADXL350支持I2C和SPI数字通信，无论何种模式下，该器 要在单次传输内读取或写入多个字节，必须设置位于第一 件始终用作从机。CS引脚上拉至VDD I/O，I C模式使能。CS 个字节传输(MB，图52至图54)R/W位后的多字节位。寄存 引脚应始终上拉至VDD I/O或由外部控制器驱动，因为CS引脚 器寻址和数据的第一个字节后，时钟脉冲的随后每次设置 2 无连接时，默认模式不存在。如果没有采取这些措施，可 (8个时钟脉冲)导致ADXL350指向下一个寄存器的读取或写 能会导致该器件无法通信。SPI模式下，CS引脚由总线主 入。时钟脉冲停止后，移位才随之中止，CS复位。要执行 机控制。 不同不连续寄存器的读取或写入，传输之间CS必须复位， SPI和I2C两种工作模式下，ADXL350写入期间，应忽略从 新寄存器另行寻址。图54显示了3线式SPI读取或写入的时 ADXL350传输到主机的数据。 序图。图52和图53分别显示了4线式SPI读取和写入的时序 图。 SPI 对于SPI，可以采用3线或4线配置，如图49和图50的连接图 所示。DATA_FORMAT寄存器(地址0x31)的SPI位清0时， 选择4线模式；SPI位置1时，选择3线模式。在100 pF最大负 载下，SPI最大时钟速度为5 MHz，时序方案为：时钟极性 防止总线通信流错误 ADXL350 CS引脚同时用于启动SPI传输和使能I2C模式。在 连接多个器件的SPI总线上使用ADXL350时，其CS引脚在 主机与其它器件通信时保持高电平。可能存在这样的情 (CPOL) = 1且时钟相位(CPHA) = 1。 况，传输给另一个器件的SPI命令看起来像是一个有效的 CS为串行端口使能线，由SPI主机控制。如图52所示，此线 I2C模式下通信，可能会干扰其它总线流量。除非能够充分 I2C命令。这种情况下，ADXL350将此命令解读为试图在 必须在传输起点变为低电平，传输终点变为高电平。SCLK 控制总线流量，确保这种情况不会发生，否则建议在SDI 为串行端口时钟，由SPI主机提供。无传输期间，CS为高 引脚之前增加一个逻辑门，如图51所示。当CS为高电平 电平，SCLK为空闲高电平状态。SDI和SDO分别为串行数 时，此OR门使SDA线保持高电平，以防止ADXL350处的 据输入和输出。数据应在SCLK的上升沿采样。 SPI总线流量表现为I2C起始命令。 SDIO PROCESSOR CS D IN/OUT SDO SCLK ADXL350 ADXL350 D OUT D OUT SDIO SCLK D OUT SDO SCLK D IN D OUT 10271-003 D OUT SDI D IN/OUT D OUT 图51. 单根总线连接多个SPI器件时的推荐SPI连接图 PROCESSOR CS D OUT SDO 图49. 3线式SPI连接图 ADXL350 ADXL350 PROCESSOR 10271-151 CS 10271-004 ADXL350 ADXL350 图50. 4线式SPI连接图 Rev. 0 | Page 16 of 36 ADXL350 表9. SPI数字输入/输出电压 参数 数字输入 低电平输入电压(VIL) 高电平输入电压(VIH) 低电平输入电流(IIL) 高电平输入电流(IIH) 数字输出 低电平输出电压(VOL) 高电平输出电压(VOH) 低电平输出电流(IOL) 高电平输出电流(IOH) 引脚电容 1 测试条件 最小值 限值1 最大值 0.3 × VDD I/O 0.7 × VDD I/O VIN = VDD I/O VIN = 0 V IOL = 10 mA IOH = −4 mA VOL = VOL, max VOH = VOH, min fIN = 1 MHz, VIN = 2.5 V 0.1 −0.1 0.2 × VDD I/O 0.8 × VDD I/O 10 −4 8 限值基于特性数据，未经生产测试。 表10. SPI时序(TA = 25°C，VS = 2.5 V，VDD I/O = 1.8 V)1 参数 fSCLK tSCLK tDELAY tQUIET tDIS tCS,DIS tS tM tSDO tSETUP tHOLD 限值2, 3 最小值 最大值 5 200 10 10 100 250 0.4 × tSCLK 0.4 × tSCLK 95 10 10 单位 MHz ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns 描述 SPI时钟频率 SCLK输入的1/(SPI时钟频率)传号空号比为40/60至60/40 CS 下降沿到SCLK下降沿 SCLK上升沿到CS上升沿 CS 上升沿至SDO禁用 SPI通信间CS解除置位 SCLK低电平脉冲宽度(空号) SCLK高电平脉冲宽度(传号) SCLK下降沿至SDO转换 SCLK上升沿之前SDI有效 SCLK上升沿之后SDI有效 CS、SCLK、SDI和SDO引脚没有采用内部上拉或下拉电阻，必须进行驱动以正确工作。 限值基于特性数据：fSCLK = 5 MHz，总线负载电容100 pF，未经生产测试。 3 测得的时序值对应表9给出的输入阈值(VIL和VIH)。 1 2 Rev. 0 | Page 17 of 36 单位 V V µA µA V V mA mA pF ADXL350 CS tM tSCLK tDELAY tS tQUIET tCS,DIS SCLK tHOLD W SDI MB A5 tSDO X SDO A0 D7 ADDRESS BITS X D0 tDIS DATA BITS X X X 10271-017 tSETUP X 图52. 4线SPI写入 CS tM tSCLK tDELAY tS tCS,DIS tQUIET SCLK tHOLD R SDI MB A5 tSDO X SDO A0 X X tDIS ADDRESS BITS X X D7 X D0 10271-018 tSETUP DATA BITS 图53. 4线SPI读取 CS tDELAY tM tSCLK tS tQUIET tCS,DIS SCLK tSETUP SDIO tSDO tHOLD R/W MB A5 A0 ADDRESS BITS D7 D0 DATA BITS 10271-019 SDO NOTES 1. tSDO IS ONLY PRESENT DURING READS. 图54. 3线SPI读取/写入 Rev. 0 | Page 18 of 36 ADXL350 I2C 如果有其他器件连接到同一I2C总线，这些器件的额定工作 如图55所示，CS引脚拉高至VDD I/O，ADXL350处于I2C模式， 电压电平不能高于VDD I/O 0.3 V以上。I2C正确操作需要外接 需要简单双线式连接。ADXL350符合《UM10204 I2C总线规 上拉电阻RP。为确保正确操作，选择上拉电阻值时，请参 范和用户手册》03版(2007年6月19日，NXP Semiconductors 考《UM10204 I2C总线规范和用户手册》03版(2007年6月19 提供)。如果满足了表12和图57列出的时序参数，便能支持 日)。 标准(100 kHz)和快速(400 kHz)数据传输模式。 表11. I2C数字输入/输出电压 参数 数字输入电压 低电平输入电压(VIL) 高电平输入电压(VIH) 数字输出电压 低电平输出电压(VOL)2 如图56所示，支持单个或多个字节的读取/写入。SDO/ALT ADDRESS引脚(引脚7)处于高电平，器件的7位I C地址是 2 0x1D，随后为R/W位。这转化为0x3A写入，0x3B读取。通 过SDO/ALT ADDRESS引脚(引脚7)接地，可以选择备用I2C 地址0x53(随后为R/W位)。这转化为0xA6写入，0xA7读取。 1 2 限值1 单位 0.25 × VDD I/O 0.75 × VDD I/O V(最大值) V(最小值) 0.2 × VDD I/O V(最大值) 限值基于特性数据，未经生产测试。 给出的限值仅针对VDD I/O < 2 V。VDD I/O > 2 V时，最大限值为0.4 V。 VDD I/O ADXL350 ADXL350 RP RP PROCESSOR CS SDA D IN/OUT ALT ADDRESS SCL 10271-008 D OUT 图55. I 2C连接图(地址0x53) SINGLE-BYTE WRITE MASTER START SLAVE ADDRESS + WRITE SLAVE DATA REGISTER ADDRESS ACK ACK STOP ACK MULTIPLE-BYTE WRITE MASTER START SLAVE ADDRESS + WRITE SLAVE DATA REGISTER ADDRESS ACK ACK DATA STOP ACK ACK SINGLE-BYTE READ MASTER START SLAVE ADDRESS + WRITE SLAVE START1 REGISTER ADDRESS ACK SLAVE ADDRESS + READ ACK NACK ACK DATA ACK DATA STOP MULTIPLE-BYTE READ SLAVE SLAVE ADDRESS + WRITE START1 REGISTER ADDRESS ACK ACK SLAVE ADDRESS + READ ACK NOTES 1. THIS START IS EITHER A RESTART OR A STOP FOLLOWED BY A START. 2. THE SHADED AREAS REPRESENT WHEN THE DEVICE IS LISTENING. 图56. I 2C器件寻址 Rev. 0 | Page 19 of 36 NACK STOP DATA 10271-009 MASTER START ADXL350 表12. I2C时序(TA = 25°C，VS = 2.5V，VDD I/O = 1.8 V) 参数 fSCL t1 t2 t3 t4 t5 t6 3, 4, 5, 6 t7 t8 t9 t10 限值1, 2 最大值 400 最小值 2.5 0.6 1.3 0.6 350 0 0.6 0.6 1.3 0.65 300 0 t11 250 300 20 + 0.1 Cb 7 Cb 400 单位 kHz µs µs µs µs ns µs µs µs µs ns ns ns ns ns pF 描述 SCL时钟频率 SCL周期时间 tHIGH，SCL高电平时间 tLOW，SCL低电平时间 tHD, STA，起始/重复起始条件保持时间 tSU, DAT，数据建立时间 tHD, DAT，数据保持时间 tSU, STA，重复起始建立时间 tSU, STO，停止条件建立时间 tBUF，一个结束条件和起始条件之间的总线空闲时间 tR，接收时SCL和SDA的上升时间 tR，接收或传送时SCL和SDA的上升时间 tF, 接收时SDA的下降时间 tF，传送时SCL和SDA的下降时间 tF，传送或接收时SCL和SDA的下降时间 各条总线的容性负载 限值基于特性数据：fSCL = 400 kHz和3 mA吸电流，未经生产测试。 所有值均参考表11中的VIH和VIL电平值。 3 t6 为SCL下降沿测得的数据保持时间。适用于传输和应答时间。 4 发送器件必须为SDA信号(相对于SCL信号的VIH(min))内部提供至少300 ns的输出保持时间，以便桥接SCL下降沿未定义区域。 5 如果器件SCL信号的低电平周期(t3)没有延长，则必须满足t6最大值。 6 t6最大值根据时钟低电平时间(t3)、时钟上升时间(t10)和最小数据建立时间(t5(min))而定。该值计算公式为t6(max) = t3 − t10 − t5(min)。 7 Cb是一条总线的总电容(单位：pF)。 1 2 SDA t3 t9 t10 t4 t11 SCL t6 t2 t5 t7 REPEATED START CONDITION 图57. I 2C时序图 Rev. 0 | Page 20 of 36 t1 t8 STOP CONDITION 10271-020 t4 START CONDITION ADXL350 中断 断区别如下：所有轴始终参与，定时器周期小得多(最大 ADXL350为驱动中断提供两个输出引脚：INT1和INT2。 1.28秒)，始终为直流耦合工作模式。 本部分将详述每种中断功能。所有功能都可以同时使用， Watermark 但是，一些功能可能需要共享中断引脚。中断通过设置 INT_ENABLE寄存器(地址0x2E)的适当位来使能，并会映 射到INT1引脚或INT2引脚，具体根据INT_MAP寄存器(地 址0x2F)内容而定。建议在配置期间禁用中断，以免意外触 发中断。这可以通过将值0x00写入INT_ENABLE寄存器来 FIFO采 样 点 数 等 于 Samples位 (FIFO_CTL寄 存 器 ， 地 址 0x38)中存储的值时，Watermark位置位。读取FIFO时， Watermark位自动清零，内容返回至比Samples位中存储值 更低的值。 Overrun 实现。 数据相关中断条件失效前读取数据寄存器(地址0x32至地址 0x37)，或读取INT_SOURCE寄存器(地址0x30)的剩余中 断，可清除中断。本节描述了INT_ENABLE寄存器的中断 设置和INT_SOURCE寄存器的中断监测。 当有新数据替换未被读取的数据时，Overrun位置位。溢 出功能与FIFO的工作模式有关。在旁路模式下，如果有新 数据替换DATAX、DATAY和DATAZ寄存器(地址0x32至 0x37)中的未读取数据，则Overrun位置位。在其他模式 下，只有FIFO被存满时，Overrun位才会置位。读取FIFO DATA_READY 内容时，Overrun位自动清零。 当有新的数据产生时，DATA_READY位置位；当没有新的 数据时，DATA_READY位清除。 FIFO SINGLE_TAP 机处理器负荷降至最低。该缓冲器支持四种工作模式：旁 当发生单一加速度事件，其值超过THRESH_TAP(地址 路、FIFO、流和触发模式(见表20)。通过设置FIFO_CTL寄 0x1D)中的值并且持续时间小于DUR寄存器(地址0x21)规定 存器(地址0x38)的FIFO_MODE位，可选择各模式。 ADXL350包含嵌入式32位FIFO技术(专利申请中)，可将主 的时间时，SINGLE_TAP位置位。 旁路模式 DOUBLE_TAP 旁路模式下，FIFO不可操作，因而仍然为空。 两次加速度事件超过THRESH_TAP寄存器(地址0x1D)中的 值，并且持续时间小于DUR寄存器(地址0x21)规定的时间 时，DOUBLE_TAP位置位。第二次敲击开始于Latent寄存 器(地址0x22)规定的时间之后，但在Window寄存器(地址 FIFO模式 在FIFO模式下，x、y、z轴的测量数据存储在FIFO中。当 FIFO中的采样点数与FIFO_CTL寄存器(地址0x38)采样点位 0x23)规定的时间内。详情见“敲击检测”部分。 规定的数量相等时，水印中断置位。FIFO继续收集采样 Activity 集数据。FIFO停止收集数据后，该器件继续工作，因此， 当加速度值超过THRESH_ACT(地址0x24)寄存器的存储值 FIFO填满后，敲击检测等功能可以使用。水印中断继续发 时，activity位置位。 生，直到FIFO采样点数少于FIFO_CTL寄存器的采样点位 Inactivity 存储值。 当加速度值小于THRESH_INACT寄存器(地址0x25)的存储 流模式 值且时间超过TIME_INACT寄存器(地址0x26)中所规定的 在流模式下，x、y、z轴的测量数据存储在FIFO中。当 时间时，inactivity位置位。TIME_INACT最大值为255秒。 FIFO中的采样点数与FIFO_CTL寄存器(地址0x38)采样点位 FREE_FALL 规定的数量相等时，水印中断置位。FIFO继续收集采样 点，直到填满(x、y和z轴测量的32位采样点)，然后停止收 当加速度值小于THRESH_FF寄存器(地址0x28)中存储的 值，并且时间超过TIME_FF寄存器(地址0x29)中规定的时 间时，FREE_FALL位置位。FREE_FALL中断与Inactivity中 点，保存从x、y和z轴收集的最新32位采样点。新数据更新 后，丢弃旧数据。水印中断继续发生，直到FIFO采样点数 少于FIFO_CTL寄存器的采样点位存储值。 Rev. 0 | Page 21 of 36 ADXL350 触发模式 自测 触发模式下，FIFO收集采样点，保存从x、y和z轴收集的 ADXL350具备自测功能，可同时有效测试机械系统和电子 最新32位采样点。触发事件发生后，中断被发送到INT1引 系统。自测功能使能时(通过DATA_FORMAT寄存器(地址 脚或INT2引脚(取决于FIFO_CTL寄存器的触发位)，FIFO 0x31)的SELF_TEST位)，有静电力施加于机械传感器之 保持最后n个采样点(其中n为FIFO_CTL寄存器采样点位规 上。与加速度同样的方式，静电力驱使力敏传感元件移 定值)，然后在FIFO模式下运行，只有FIFO没有填满时， 动，且有助于器件体验加速度。增加的静电力导致x、y和z 才会收集新采样点。 轴上的输出变化。静电力与V S2成比例，因此输出随V S而 从触发事件发生到开始从FIFO读取数据，至少有5 μs延迟， 变化。 允许FIFO丢弃和保留必要采样点。触发模式复位后，才能 ADXL350的自测特性还具有双峰性，具体取决于时钟自测 识别附加触发事件。要复位触发器模式，请将器件设为旁 的哪一个相位被使能。然而，表1和表13至表16所示的限 路模式，然后再设置回触发模式。请注意，应首先读取 值对容许电压范围内所有潜在的自测值都有效。在低于 FIFO数据，因为进入旁路模式时，会清零FIFO。 100 Hz的数据速率下，使用自测功能可能产生超出这些限 值的值。因此，使用自测功能时，器件的数据速率应等于 从FIFO中读取数据 从DATAX、DATAY和DATAZ寄存器(地址0x32至0x37)读取 FIFO数据。当FIFO为FIFO模式、流模式或触发模式时， DATAX，DATAY和DATAZ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。 如果执行单字节读取操作，当前FIFO采样点的剩余数据字 或大于100 Hz。 表13. ±1 g的自测输出(LSB)， 10位分辨率或任何g范围、全分辨率 轴 X Y Z 最小值 100 −1180 150 最大值 1180 −100 1850 节会丢失。因此，所有目标轴应以突发(或多字节)读取操 表14. ±2 g的自测输出(LSB)，10位分辨率 作进行读取。为确保FIFO完全弹出(即新数据完全移动到 轴 X Y Z DATAX、DATAY和DATAZ寄存器)，读取数据寄存器结束 后至FIFO重新读取或FIFO_STATUS寄存器(地址0x39)读取 前，至少必须有5 μs延迟。读取数据寄存器结束的标志为从 最小值 50 −590 75 最大值 590 −50 925 寄存器0x37至寄存器0x38的转变或CS引脚变为高电平。 表15. ±4 g的自测输出(LSB)，10位分辨率 对于1.6 MHz或更低频率下的SPI操作，传输的寄存器处理 轴 X Y Z 部分充分延迟，确保FIFO完全弹出。对于大于1.6 MHz频率 下的SPI操作，有必要复位CS引脚来确保5 μs的总延迟；否 则，延迟会不充分。5 MHz操作所需的总延迟时间最多为 3.4 μs。使用I2C模式时，不用担心这个问题，因为通信速率 足够低，确保FIFO读取间存在充分延迟。 最小值 25 −295 38 最大值 295 −25 463 单位 LSB LSB LSB 单位 LSB LSB LSB 单位 LSB LSB LSB 表16. ±8 g的自测输出(LSB)，10位分辨率 轴 X Y Z Rev. 0 | Page 22 of 36 最小值 12 −148 19 最大值 148 −12 232 单位 LSB LSB LSB ADXL350 寄存器映射 表17. 寄存器存储区分配 地址 十六进制 0x00 0x01至0x01C 0x1D 0x1E 0x1F 0x20 0x21 0x22 0x23 0x24 0x25 0x26 0x27 0x28 0x29 0x2A 0x2B 0x2C 0x2D 0x2E 0x2F 0x30 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 十进制 0 1至28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 名称 DEVID 保留 THRESH_TAP OFSX OFSY OFSZ DUR Latent Window THRESH_ACT THRESH_INACT TIME_INACT ACT_INACT_CTL THRESH_FF TIME_FF TAP_AXES ACT_TAP_STATUS BW_RATE POWER_CTL INT_ENABLE INT_MAP INT_SOURCE DATA_FORMAT DATAX0 DATAX1 DATAY0 DATAY1 DATAZ0 DATAZ1 FIFO_CTL FIFO_STATUS 类型 R 复位值 11100101 R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R R/W R/W R/W R/W R R/W R R R R R R R/W R 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00001010 00000000 00000000 00000000 00000010 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 Rev. 0 | Page 23 of 36 描述 器件ID。 保留。不要操作。 敲击阈值。 X轴偏移。 Y轴偏移。 Z轴偏移。 敲击持续时间。 敲击延迟。 敲击窗口。 运动阈值。 非运动阈值。 非运动时间。 轴使能控制运动和非运动检测。 自由落体阈值。 自由落体时间。 单击/双击轴控制。 单击/双击源。 数据速率及功耗模式控制。 省电特性控制。 中断使能控制。 中断映射控制。 中断源。 数据格式控制。 X轴数据0。 X轴数据1。 Y轴数据0。 Y轴数据1。 Z轴数据0。 Z轴数据1。 FIFO控制。 FIFO状态。 ADXL350 31.2 mg/LSB。如果使能静止中断，值为0 mg可能导致工作 寄存器定义 异常。 寄存器0x00—DEVID(只读) D7 1 D6 1 D5 1 D4 0 D3 0 D2 1 D1 0 D0 1 寄存器0x26—TIME_INACT(读/写) TIME_INACT寄存器为8位寄存器，包含无符号时间值， DEVID寄存器保存固定器件ID代码0xE5(345八进制)。 表示加速度值必须在多长时间内小于THRESH_INACT寄存 寄存器0x1D—THRESH_TAP(读/写) 器中值，才能宣布静止状态。比例因子为1 sec /LSB。有别 THRESH_TAP寄存器为8位寄存器，保存敲击中断的阈 于其他使用未滤波数据(见阈值部分)的中断功能，静止功 值。数据格式无符号，因此，敲击事件的幅度与 能采用滤波输出数据。要触发静止中断，必须生成至少一 THRESH_TAP寄存器的值进行比较。比例因子为31.2 mg/LSB 个输出采样点。如果TIME_INACT寄存器设置值小于输出 (即0xFF = +8 g)。如果使能单击/双击中断，值为0可能导致 数据速率的时间常数，将导致功能反应迟钝。当输出数据 工作异常。 小于THRESH_INACT寄存器的值，值为0导致中断。 寄存器0x1E、0x1F、0x20—OFSX、OFSY、OFSZ(读/写) 寄存器0x27—ACT_INACT_CTL(读/写) OFSX、OFSY和OFSZ寄存器都为8位寄存器，在二进制补 码格式中提供用户设置偏移调整，比例因子为7.8 mg/LSB (即0x7F = +1 g)。 D7 ACT ac/dc D3 INACT ac/dc D6 ACT_X enable D2 INACT_X enable D5 ACT_Y enable D1 INACT_Y enable D4 ACT_Z enable D0 INACT_Z enable ACT AC/DC和INACT AC/DC位 寄存器0x21—DUR(读/写) DUR为8位寄存器，包含无符号时间值，表示一个事件要 成为合格的敲击事件，其持续时间必须长于THRESH_TAP 阈值的最大时间。比例因子为625 μs/LSB。值为0时，禁用 单击/双击功能。 设置为0时，选择直流耦合操作；设置为1时，则使能交流 耦合操作。在直流耦合工作模式下，将当前加速度幅度直 接与THRESH_ACT和THRESH_INACT进行比较，以确定 检测到的是活动还是静止。 在活动检测的交流耦合工作模式下，活动检测开始时的加 寄存器0x22—Latent(读/写) Latent寄存器为8位寄存器，包含无符号时间值，表示从敲 击事件检测到时间窗口(由Window寄存器定义)开始的等待 速度值为参考值。在此基础上，将新的加速度采样与该参 考值进行比较，如果差值幅度超过THRESH_ACT值，则器 件会触发活动中断。 时间，在此期间，能检测出可能的第二次敲击事件。比例 因子为1.25 ms/LSB。值为0时，禁用双击功能。 同样，在静止检测的交流耦合工作模式下，用参考值进行 寄存器0x23—Window(读/写) 值之后，器件将参考值与当前加速度的差值幅度与 Window寄存器为8位寄存器，包含无符号时间值，表示延 THRESH_INACT进行比较。如果在TIME_INACT中设定的 迟时间(由Latent寄存器确定)期满后的时间量，在此期间， 时间内差值低于THRESH_INACT的值，则认为器件处于静 可以开始进行第二次有效敲击。比例因子为1.25 ms/LSB。 止状态，并触发静止中断。 比较，并在器件超过静止阈值时更新该参考值。选择参考 值为0时，禁用双击功能。 ACT_x Enable位和INACT_x Enable位 寄存器0x24—THRESH_ACT(读/写) 设置为1时，使能x、y或z轴参与检测活动或静止。设置为0 THRESH_ACT寄存器为8位寄存器，保存活动检测的阈值。 时，从参与项排除选定轴。如果所有轴都被排除，该功能 数据格式无符号；因此，活动事件的幅度与THRESH_ACT 禁用。 寄存器的值进行比较。比例因子为31.2 mg/LSB。如果使能 活动中断，值为0可能导致工作异常。 寄存器0x28—THRESH_FF(读/写) 寄存器0x25—THRESH_INACT(读/写) 符 号 格 式 阈 值 。 计 算 所 有 轴 的 和 方 根 (RSS) 值 并 与 THRESH_FF寄存器为8位寄存器，保存自由落体检测的无 THRESH_INACT寄存器为8位寄存器，保存静止检测的阈 值。数据格式无符号；因此，静止事件的幅度与 THRESH_INACT寄 存 器 的 值 进 行 比 较 。 比 例 因 子 为 THRESH_FF的值比较，以确定是否发生自由落体事件。比 例因子为31.2 mg/LSB。 Rev. 0 | Page 24 of 36 ADXL350 注意，如果使能自由落体中断，值为0 mg可能导致工作异 Rate位 常。推荐使用300 mg到600 mg(0x0A至0x13)的值。 这些位选择器件带宽和输出数据速率(详见表7和表8)。默 认值为0x0A，相当于100 Hz的输出数据速率。应选择适合 寄存器0x29—TIME_FF(读/写) TIME_FF寄存器为8位寄存器，存储无符号时间值，表示 为 产 生 自 由 落 体 中 断 ， 所 有 轴 的 RSS值 必 须 小 于 THRESH_FF的最短时间。比例因子为5 ms/LSB。如果使能 自由落体中断，值为0可能导致工作异常。推荐使用100 ms 到350 ms(0x14至0x46)的值。 D6 0 D5 0 D4 0 D3 Suppress 速率和低通信速度会导致采样丢弃。 寄存器0x2D—POWER_CTL(读/写) D7 0 D6 0 D5 Link D4 AUTO_SLEEP D3 Measure D2 Sleep D1 D0 Wakeup Link位 寄存器0x2A—TAP_AXES(读/写) D7 0 所选通信协议和频率的输出数据速率。选择过高输出数据 D2 TAP_X enable D1 TAP_Y enable D0 TAP_Z enable 当Link位设置为1且活动和静止功能均使能时，活动功能启 动将延迟，直至检测到静止。检测到活动后，静止检测开 始，活动检测停止。该位链接活动和静止功能。此位设置 Suppress位 为0时，静止功能和活动功能同时进行。其他信息参见链 如果两次敲击之间出现大于THRESH_TAP值的加速度，设 接模式部分。 置Suppress位会抑制双击检测。详情见“敲击检测”部分。 Link位清0后，建议将器件置于待机模式，然后复位为测量 TAP_x Enable位 模式，随后写入。这样做是为了确保如果手动禁用休眠模 TAP_X enable、TAP_Y enable或TAP_Z enable位设置为1 时，使能x轴、y轴或z轴进行敲击检测。设置为0时，从敲 击检测参与项排除选定轴。 D6 ACT_X source D5 ACT_Y source D4 ACT_Z source D3 Asleep D2 TAP_X source 点清零后，可能会有额外的噪声，特别是该位清零后器件 为休眠状态时。 AUTO_SLEEP位 寄存器0x2B—ACT_TAP_STATUS(只读) D7 0 式，该器件适当偏置，否则，Link位后的前几个数据采样 D1 TAP_Y source D0 TAP_Z source ACT_x Source和TAP_x Source位 这些位表示涉及敲击或活动事件的第一个轴。设置为1 时，表示参与事件；设置为0时，表示未参与事件。新数 如果链接位置位，通过将AUTO_SLEEP位设为1，可使 ADXL350在检测到非运动时(即加速度小于THRESH_INACT值并且至少持续了TIME_INACT中指定的时间)切换到 休眠模式。设为0时则禁止自动切换至休眠模式。有关更 多信息，请参见本节的休眠位描述。 据可用时，这些位不会清零，而是被新数据覆盖。中断清 AUTO_SLEEP清零后，建议将器件置于待机模式，然后复 零前，应读取ACT_TAP_STATUS寄存器。当下一活动或单 位为测量模式，随后写入。这样做是为了确保如果手动禁 击/双击事件发生时，禁用某个轴参与将把相应来源位 用睡眠模式，该器件适当偏置，否则，AUTO_SLEEP位后 清零。 的前几个数据采样点清零后，可能会有额外的噪声，特别 是该位清零后器件为休眠状态时。 Asleep位 Asleep位设置为1，表示器件为休眠状态，设置为0表示非 Measure位 休眠状态。有关自动休眠模式的更多信息，参见“寄存器 Measure位设置为0时，将器件置于待机模式；设置为1， 0x2D—POWER_CTL(读/写)”部分。 则置于测量模式。ADXL350以功耗最小的待机模式上电。 Sleep位 寄存器0x2C—BW_RATE(读/写) D7 0 D6 0 D5 0 D4 LOW_POWER D3 D2 D1 Rate D0 Sleep位设置为0时，将器件置于普通工作模式；设置为1 时，置于休眠模式。休眠模式会抑制DATA_READY，停止 LOW_POWER位 对FIFO的数据传输，并将采样速率切换至Wakeup位规定 LOW_POWER位设置为0时，选择正常操作；设置为1时， 的值。休眠模式下，只有活动功能可以使用。 选择低功率操作，而此时噪声有所增加(详情见“功耗模式” 部分)。 Rev. 0 | Page 25 of 36 ADXL350 休眠位清零后，建议将器件置于待机模式，然后复位为测 该寄存器中的位设为1表示对应功能已触发事件，设为0则 量模式，随后写入。这样做是为了确保如果手动禁用睡眠 表示没有相应的事件发生。不管INT_ENABLE寄存器设置 模式，该器件适当偏置，否则，休眠位后的前几个数据采 如何，如果有相应的事件发生，DATA_READY位、Water- 样点清零后，可能会有额外的噪声，特别是该位清零后器 mark位和Overrun位始终会置位，并通过读取DATAX、 件为休眠状态时。 DATAY和DATAZ寄存器数据来清零。如FIFO部分的FIFO Wakeup位 模式描述所述，DATA_READY和Watermark位可能需要多 如表18所述，这些位控制休眠模式下的读取频率。 次读取。通过读取INT_SOURCE寄存器，其他位和相应的 中断清零。 表18. 休眠模式下的读取频率 寄存器0x31—DATA_FORMAT(读/写) 设置 D1 0 0 1 1 D0 0 1 0 1 D7 SELF_TEST 频率(Hz) 8 4 2 1 D6 SINGLE_TAP D2 FREE_FALL D5 INT_INVERT D4 0 D3 FULL_RES D2 Justify D1 D0 Range DATA_FORMAT寄存器控制寄存器0x32至寄存器0x37的数据 显示。除±8 g范围以外的所有数据都会内部剪除，避免翻转。 SELF_TEST位 寄存器0x2E—INT_ENABLE(读/写) D7 DATA_READY D3 Inactivity D6 SPI D5 DOUBLE_TAP D1 Watermark D4 Activity D0 Overrun 通过该寄存器的各个位设置为1，可以使能相应功能来生 成 中 断 ； 设 置 为 0时 ， 则 阻 止 这 些 功 能 产 生 中 断 。 SELF_TEST位设置为1时，自测力作用于传感器，造成输出 数据转换。值为0时，禁用自测力。 SPI位 SPI位值为1时，将器件置于3线式SPI模式；值为0时，则将 器件置于4线式SPI模式。 DATA_READY位、Watermark位和Overrun位仅使能中断输 INT_INVERT位 出；这些功能总是处于使能状态。建议在使能其输出前进 INT_INVERT位值为0时，将中断设为高电平有效；值为1 行中断配置。 时，则将中断设为低电平有效。 寄存器0x2F—INT_MAP(读/写) D7 DATA_READY D3 Inactivity D6 SINGLE_TAP D2 FREE_FALL D5 DOUBLE_TAP D1 Watermark D4 Activity D0 Overrun FULL_RES位 当此位值设置为1时，该器件为全分辨率模式，输出分辨 率随着范围位设置的g范围以2 mg/LSB的比例因子而增加。 FULL_RES位设置为0时，该器件为10位模式，Range位决 该寄存器的任意位设置为0时，将发送对应中断到INT1引 定最大g范围和比例因子。 脚；设置为1时，则发送到INT2引脚。给定引脚的所有选 Justify位 定中断都为逻辑“或”。 Justify位设置为1时，选择左对齐(MSB)模式；设置为0时， 寄存器0x30—INT_SOURCE(只读) D7 DATA_READY D3 Inactivity D6 SINGLE_TAP D2 FREE_FALL D5 DOUBLE_TAP D1 Watermark D4 Activity D0 Overrun 选择右对齐模式，并带有符号扩展功能。 Range位 这些位设置g范围，如表19所述。 表19. g范围设置 设置 D1 0 0 1 1 Rev. 0 | Page 26 of 36 D0 0 1 0 1 g范围 ±1 g ±2 g ±4 g ±8 g ADXL350 — 寄存器0x32至0x37—DATAX0、DATAX1、DATAY0、 DATAY1、DATAZ0和DATAZ1(只读) Samples位 这6个字节(寄存器0x32至寄存器0x37)都是8位，用于保存 设置值为0时，不管选择哪种FIFO模式，INT_SOURCE寄 各轴的输出数据。寄存器0x32和0x33保存x轴输出数据，寄 存器中的水印状态位都会立即置位。触发模式下，如果 存器0x34和0x35保存y轴输出数据，寄存器0x36和0x37则保 Samples位值为0，可能会出现工作异常。 存z轴输出数据。输出数据为二进制补码，DATAx0为最低 表21. Samples位功能 有效字节，DATAx1为最高有效字节，其中x代表X、Y或 Z。DATA_FORMAT寄存器(地址0x31)控制数据格式。建议 所有寄存器执行多字节读取，以防止相继寄存器读取之间 的数据变化。 FIFO模式 旁路 FIFO 流 寄存器0x38—FIFO_CTL(读/写) D7 D6 FIFO_MODE 这些位的功能取决于选定的FIFO模式(见表21)。Samples位 D5 Trigger D4 D3 D2 D1 Samples D0 触发 Samples位功能 无。 指定触发水印中断 需要的FIFO条目数。 指定触发水印中断 需要的FIFO条目数。 指定触发事件之前在FIFO缓冲区 要保留的FIFO采样点数。 FIFO_MODE位 0x39—FIFO_STATUS(只读) 这些位设置FIFO模式，如表20所述。 D7 FIFO_TRIG 表20. FIFO模式 设置 D7 D6 0 0 0 1 模式 旁路 FIFO 1 0 流 1 1 触发 D6 0 D5 D4 D3 D2 Entries D1 D0 FIFO_TRIG位 功能 FIFO旁路。 FIFO收集多达32个值， 然后停止收集数据， 只有FIFO未填满时，才收集新的数据。 FIFO保存最后32个数据值。 FIFO填满时， 新数据覆盖最早的数据。 通过触发位触发时， FIFO保存触发事件前的最后数据采样点， 然后继续收集数据，直到填满。 FIFO填满后， 不再收集新的数据。 FIFO_TRIG位值为1表示有触发事件发生，值为0则表示无 FIFO触发事件发生。 Entries位 这 些 位 报 告 FIFO存 储 的 数 据 值 数 量 。 通 过 DATAX、 DATAY和DATAZ寄存器，可从FIFO收集数据。FIFO应采 取突发读取模式或多字节读取模式，因为FIFO的任意(单 字节或多字节)读取后，每个FIFO水平清零。FIFO可最多 存储32个条目，相当于任何时间内最多有33项条目，因为 器件的输出滤波器有一项附加条目。 Trigger位 Trigger位 值 为 0时 ， 将 触 发 模 式 下 的 触 发 事 件 链 接 至 INT1；值为1时，则链接至INT2。 Rev. 0 | Page 27 of 36 ADXL350 应用信息 电源去耦 • 最大敲击持续时间由DUR寄存器(地址0x21)定义。 建议在VS处连接一个1 μF钽电容(CS)，并在VDD I/O处连接一 • 敲击延迟时间由Latent寄存器(地址0x22)定义，即从第一 个0.1 μF陶瓷电容(CIO)，且这两个电容应置于ADXL350电源 次敲击结束到可以检测第二次敲击的时间窗口开始的等 引脚附近，以便用于测试和对加速度计进行充分去耦，从 待期间，时间窗口由Window寄存器(地址0x23)的值决 而消除电源噪声。如果需要进一步去耦，与VS串联一个不 定。 大于100 Ω的电阻或氧化铁磁珠，可能会有所帮助。此外， • 延迟时间(由Latent寄存器设置)之后的间隔由Window寄 将VS上的旁路电容增加到10 μF钽电容与0.1 μF陶瓷电容并 存器定义。尽管延迟时间过后必须开始第二次敲击，但 联，也可以改善噪声。 不需要在Window寄存器定义的时间结束前完成。 应注意确保ADXL350地与电源地之间的连接具有低阻抗， 因为通过地传输的噪声与通过V S传输的噪声具有类似效 FIRST TAP SECOND TAP 数字时钟噪声。如果不可行，如前面提到的，可能需要对 电源进行额外滤波。 VDD I/O CS TIME LIMIT FOR TAPS (DUR) CIO LATENCY TIME (LATENT) VDD I/O INTERRUPTS VS ADXL350 GND CS 3- OR 4-WIRE SPI OR I2C INTERFACE 10271-016 SDA/SDI/SDIO INT1 SDO/ALT ADDRESS SCL/SCLK INT2 INTERRUPT CONTROL THRESHOLD (THRESH_TAP) 图58. 应用框图 TIME WINDOW FOR SECOND TAP (WINDOW) SINGLE TAP INTERRUPT DOUBLE TAP INTERRUPT 10271-011 VS XHI BW 果。建议VS和VDD I/O采用单独的电源，以尽量减少VS电源的 图60. 有效单击和双击的敲击中断功能 如果只有单击功能在使用，只要没有超出DUR，则加速度 低于阈值时，就会触发单击中断。如果单击和双击功能都 机械安装注意事项 在使用，则双击事件已验证或无效时，触发单击中断。 ADXL350应安装在PCB牢固安装点附近位置。如图59所 示，如将ADXL350安装在无支撑的PCB位置，由于PCB振 the 动未受到抑制，可能会导致明显测量误差。将加速度计安 装在牢固安置点附近，确保加速度计上的任何PCB振动高 于加速度计的机械传感器的共振频率，从而加速度计的振 使双击事件的第二次敲击无效的事件有多种。第一，如果 TAP_AXES寄存器(地址0x2A)的Suppress位设为1，延迟时 间(由Latent寄存器设置)期间，阈值之上的任何加速度峰值 都会使双击检测失效，如图61所示。 动实际可忽略。 INVALIDATES DOUBLE TAP IF SUPRESS BIT SET ACCELEROMETERS 图59. 错误放置的加速度计 TIME LIMIT FOR TAPS (DUR) 敲击检测 敲击中断功能能够进行单击或双击检测。如图60所示，下 列为有效单击和双击事件的参数： • 敲击检测阈值由THRESH_TAP寄存器(地址0x1D)定义。 Rev. 0 | Page 28 of 36 LATENCY TIME (LATENT) TIME WINDOW FOR SECOND TAP (WINDOW) 图61. Suppress位设为1时高g事件导致双击事件失效 10271-012 MOUNTING POINTS 10271-010 XHI BW PCB ADXL350 如果第二次敲击的时间窗口(由window寄存器设置)开始 阈值 时，检测到加速度在阈值以上，则双击事件也失效。如图 通过抽取器件内常见采样频率，可以实现较低的输出数据 62所示，这将导致窗口开始时的双击无效。 速率。活动、自由落体以及单击/双击检测功能使用未滤波 此外，如果加速度超过敲击的时间限制(由DUR寄存器设 数据执行。因为输出数据经过滤波后，检查加速度计输出 置)，双击事件也可能失效，导致第二次敲击事件的DUR 时，用于确定活动、自由落体和单击/双击事件的高频率和 时间限制结束时双击无效，同样如图62所示。 高g数据可能不存在。这可能导致在加速度未触发一个事 件时检测到触发事件，因为未滤波的数据可能超过一个阈 值或低于一个阈值并持续一定的时间，但经过滤波的数据 INVALIDATES DOUBLE TAP AT START OF WINDOW 则未超过此阈值。 XHI BW 链接模式 Link位的功能是通过设置器件仅查找静止之后的活动，来 减少处理器必须服务的活动中断数量。为确保该功能正常 工作，处理器必须仍能通过读取INT_SOURCE寄存器(地址 TIME LIMIT FOR TAPS (DUR) TIME LIMIT FOR TAPS (DUR) LATENCY TIME (LATENT) 0x30)进而清除中断来响应活动和静止中断。如果活动中断 不清除，器件无法进入自动休眠模式。ACT_TAP_STATUS 寄存器(地址0x2B)的asleep位指示器件是否处于休眠状态。 TIME WINDOW FOR SECOND TAP (WINDOW) 休眠模式与低功耗模式 TIME LIMIT FOR TAPS (DUR) 在低数据速率满足需求且要求低功耗的应用中，建议将低 功耗模式和FIFO结合使用。休眠模式虽然能提供低数据速 XHI BW 率和低平均功耗，但会抑制DATA_READY中断，当数据就 绪可供收集时，加速度计无法向主处理器发送中断信号。 10271-013 INVALIDATES DOUBLE TAP AT END OF DUR 图62. 无效双击的敲击中断功能 这种应用中，将器件置于低功耗模式(BW_RATE寄存器的 LOW_POWER位置1)并在FIFO模式下使能FIFO以收集大量 样本，可以降低ADXL350的功耗，并允许主处理器在FIFO 设置INT_ENABLE寄存器(地址0x2E)的相应位，便可检测 单击和/或双击。设置TAP_AXES寄存器(地址0x2A)的相应 位，可以控制单击/双击检测的参与轴。为使双击功能工 作，latent寄存器和window寄存器必须设置为非零值。 填充时进入休眠状态。 偏移校准 加速度计为机械结构，包含可以自由移动的元件。这些活 动部件对机械应力非常灵敏，程度远远超过固态电子产 基于系统的机械特性，每个机械系统的单击/双击响应略有 品。0 g偏置或偏移为重要加速度计指标，因为它定义了加 不同。因此，latent寄存器、window寄存器和THRESH_TAP 速度测量的基线。组装含有加速度计的系统时，可能会施 寄存器的值必须进行一些试验。一般说来，最初设置为： 加额外的应力。这些应力可能来自(但不限于)：元件焊 latent寄存器的值大于0x10，window寄存器的值大于0x10， 接、安装时的电路板应力和元件上涂抹的任何混合物。如 THRESH_TAP寄存器的值大于3 g。Latent寄存器、window 果有必要校准，建议系统组装完成后进行校准，以补偿这 寄存器或THRESH_TAP寄存器的值设置非常低时，可能 些影响。 导致不可预知的响应，因为加速度计会拾取敲击输入的 回声。 假设ADXL350灵敏度如表1所列，简单的校验方法是测量 偏移。然后使用内置偏移寄存器，自动补偿该偏移量。这 接收敲击中断后，超过THRESH_TAP水平的第一个轴通过 样，DATA寄存器收集的数据已经补偿偏移。 ACT_TAP_STATUS寄存器(地址0x2B)报告。该寄存器从不 清零，但会用新的数据覆盖。 Rev. 0 | Page 29 of 36 ADXL350 在无调头或单点校准方案中，器件方位如下：一个轴(通常 样，当器件电源移除后，偏移寄存器不保留写入的值。重 为z轴)在1 g重力场，其余轴(通常是x和y轴)在0 g场。然后取 新启动ADXL350后，偏移寄存器回到默认值0x00。 一系列样本的平均值，测量其输出。系统设计人员可选择 平均样本数，但对于100 Hz或更高数据率，建议初步选择0.1 秒的有效数据。100 Hz数据速率时，这相当于10个样本。如 果数据速率小于100 Hz，建议取至少10个样本的平均值。 x轴、y轴上的0 g测量结果和z轴上的1 g测量结果分别存储为 由于无调头或单点校准方法假定z轴为理想灵敏度，因此 任何灵敏度误差都会导致偏移误差。为了减少这种误差， 可以额外选取z轴在0 g场的测量点，ZACTUAL公式可使用0 g 测量结果。 使用自测 X0g、Y0g和Z+1g。 X0g和Y0g的实测值对应于x轴和y轴偏移，通过从加速度计输 出中减去这些值进行补偿，以获取实际加速度： 自测变化定义为使能自测时轴的加速度输出与自测禁用时 同一轴的加速度输出之间的差值(见表1的尾注4)。该定义 假设传感器不在这两个测量间移动，因为如果传感器移 XACTUAL = XMEAS − X0g 动，非自测相关移位会破坏测试。 YACTUAL = YMEAS − Y0g 因为z轴测量在+1 g场完成，所以无调头或单点校准方案假 定为z轴的理想灵敏度SZ。从Z+1g减去该值得到z轴偏移，然 后从未来测量值减去z轴偏移，获得实际值： 准确的自测测量要求ADXL350正确配置。器件应设置成大 于或等于100 Hz的数据速率。这样做是为了确保向BW_RATE 寄存器(地址0x2C)的速率位(位D0至位D3)写入大于或等于 0x0A的值。 Z0g = Z+1g − SZ 此外建议将器件设置为±8 g模式，以确保整个自测移位有 ZACTUAL = ZMEAS − Z0g 足够的动态范围。这可通过将DATA_FORMAT寄存器(地 使用偏移寄存器(寄存器0x1E、寄存器0x1F和寄存器0x20)， ADXL350可以自动补偿偏移输出。这些寄存器包含8位二进 制补码值，该值自动与所有测得的加速度值相加，其结果 置入DATA寄存器。置于偏移寄存器的值为附加值，负值 置于寄存器会消除正偏移，反之则会消除负偏移。该寄存 址0x31)的位D3置1并将值0x03写入DATA_FORMAT寄存器 (地址0x31)的范围位(位D1和位D0)来完成。这将产生很高 的测量动态范围和2 mg/LSB的比例因子。 针对准确自测测量对器件进行配置后，应从传感器读取x 器的比例因子为7.8 mg/LSB，与选定的g范围无关。 轴、y轴和z轴加速度数据的多个样本并取平均值。系统设 举例来说，假设ADXL350处于全分辨率模式，灵敏度典型 效数据，也就相当于在数据速率为100 Hz时选择10个样本。 计人员可选择取平均值的样本数，但建议起点为0.1秒的有 值为512 LSB/g。器件调整如下：z轴在重力场，x轴、y轴和 z轴输出分别测得为+10 LSB、−13 LSB和+9 LSB。使用前面 的公式，X0g为+10 LSB，Y0g为−13 LSB，Z0g为+9 LSB。全分 辨率下，每个输出LSB为1.95 mg或偏移寄存器LSB的四分之 一。由于偏移寄存器为附加寄存器，0 g值被否定，并四舍 五入至最接近的偏移寄存器LSB： 平均值应储存并适当标记为自测禁用数据，即X ST_OFF 、 YST_OFF和ZST_OFF。 然后，应将DATA_FORMAT寄存器(地址0x31)的位D7置1来 使能自测。使能自测后，输出需要一些时间(约4个样本)来 建立。输出建立后，应再次捕获x轴、y轴和z轴加速度数据 的多个样本并取平均值。建议选择与之前相同数量的样本 XOFFSET = −Round(10/4) = −3 LSB 来求取此平均值。平均值应再次储存并适当标记为自测使 YOFFSET = −Round(−13/4) = 3 LSB 能数据，即XST_ON、YST_ON和ZST_ON。然后，通过将DATA_- ZOFFSET = −Round(9/4) = −2 LSB FORMAT寄存器(地址0x31)的位D7清零来禁用自测。 这些值编程至OFSX寄存器、OFSY寄存器和OFXZ寄存器， 分别为0xFD、0x03和0xFE。与ADXL350的所有寄存器一 Rev. 0 | Page 30 of 36 ADXL350 根据自测使能时和禁用时的存储值来计算自测变化，如下 8 g以外的范围，但这将需要使用一组不同的值，如表14至 所示： XST = XST_ON − XST_OFF 表16所示。使用低于8 g的范围可能会导致动态范围不足， YST = YST_ON − YST_OFF 表1中的范围和表13至表16中的值考虑了所有可能的电源 ZST = ZST_ON − ZST_OFF 电压VS和无额外转换情况，因为VS是必需的。 在选择自测测量的操作范围时应考虑到这点。此外，注意 由于各轴的测量输出以LSB表示，因此XST、YST和ZST也同 如果自测变化在有效范围内，测试被认为是成功的。一般 样以LSB表示。如果配置为全分辨率8 g模式，这些值可以 来说，如果实现最小的变化幅度，器件视为合格。不过， 转换为加速度的g值，方法是用2 mg/LSB的比例因子乘以每 变化大于最大幅度的器件不一定有故障。 个值。另外，表13至表16对应于转换为LSB的自测范围， 可以与实测自测范围进行比较。如果器件处于全分辨率8 g 模式，应使用表13所列的值。虽然可使用固定10位模式或 Rev. 0 | Page 31 of 36 ADXL350 加速度灵敏度轴 AZ AX 10271-021 AY 图63. 加速度灵敏度轴(沿敏感轴加速时相应输出电压增加) XOUT = 0g YOUT = 1g ZOUT = 0g XOUT = –1g YOUT = 0g ZOUT = 0g XOUT = 0g YOUT = –1g ZOUT = 0g GRAVITY XOUT = 0g YOUT = 0g ZOUT = 1g 图64. 输出响应与相对于重力的方向的关系 Rev. 0 | Page 32 of 36 XOUT = 0g YOUT = 0g ZOUT = –1g 10271-022 XOUT = 1g YOUT = 0g ZOUT = 0g ADXL350 布局和设计建议 图65给出了推荐的印刷电路板焊盘图形。图66和表22提供了有关推荐焊接温度曲线的详细信息。 0.3mm 0.8mm 3.35mm 10271-044 0.5mm 3.53mm 图65. 推荐的印刷电路板焊盘图形(图示尺寸单位：mm) CRITICAL ZONE TL TO TP tP TP tL TSMAX TSMIN tS RAMP-DOWN PREHEAT t25°C TO PEAK TIME 10271-015 TEMPERATURE RAMP-UP TL 图66 推荐的焊接温度曲线 表22. 推荐的焊接温度曲线1, 2 曲线特征 液态温度(TL)至峰值温度(TP)的平均斜坡速率 预热 最低温度(TSMIN) 最高温度(TSMAX) 从TSMIN到TSMAX的时间(tS) TSMAX至TL斜坡速率 液态温度(TL) TL以上维持时间(tL) 峰值温度(TP) 实际TP至5°C时间(tP) 下斜坡速率 从25°C至峰值温度的时间 1 2 基于JEDEC标准J-STD-020D.1 要得到最好结果，焊接外形应符合所用焊膏厂家的推荐规范。 Rev. 0 | Page 33 of 36 Sn63/Pb37 3°C/秒，最大值 条件 Pb-Free 3°C/秒，最大值 100°C 150°C 60秒至120秒 3°C/秒，最大值 183°C 60秒至150秒 240 + 0/−5°C 10秒至30秒 6°C/秒，最大值 6分钟，最大值 150°C 200°C 60秒至180秒 3°C/秒，最大值 217°C 60秒至150秒 260 + 0/−5°C 20秒至40秒 6°C/秒，最大值 8分钟，最大值 ADXL350 外形尺寸 3.40 REF REFERENCE CORNER 4.10 4.00 3.90 0.25 REF R 0.10 REF 3.10 3.00 2.90 0.50 BSC 0.86 BSC 0.22 BSC 0.62 × 0.25 (PINS 1-5, 9-13) 13 14 2.40 REF TOP VIEW 8 6 5 0.25 × 0.35 (PINS 6-8, 14-16) 0.13 0.50 REF 0.64 REF 07-13-2012-B SIDE VIEW 0.50 BSC 0.25 REF BOTTOM VIEW R 0.18 REF 1.30 1.20 1.10 1 0.10 DIA. (Vent Hole) 9 R 0.60 REF 16 0.24 REF 图67. 16引脚芯片阵列小型封装、无引脚空腔[LGA_CAV] 主体4.00 mm × 3.00 mm × 1.2 mm (CE-16-3) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1 ADXL350BCEZ-RL ADXL350BCEZ-RL7 EVAL-ADXL350Z EVAL-ADXL350Z-M 测量 范围(g) ±1, ±2, ±4, ±8 ±1, ±2, ±4, ±8 额定 电压(V) 2.5 2.5 温度 范围 −40°C至+85°C −40°C至+85°C EVAL-ADXL350Z-S 1 Z = 符合RoHS标准的器件。 Rev. 0 | Page 34 of 36 封装描述 16引脚 [LGA_CAV] 16引脚 [LGA_CAV] 评估板 ADI公司的惯性传感器评估系统 (包括ADXL350卫星板) ADXL350卫星板，独立式 封装 选项 CE-16-3 CE-16-3 ADXL350 注释 Rev. 0 | Page 35 of 36 ADXL350 注释 ©2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D10271sc-0-9/12(0) Rev. 0 | Page 36 of 36