SC7A20HTR

SC7A20H 说明书 士兰微电子 ±2G/±4G/±8G/±16G三轴微机械数字加速度计 描述 SC7A20H 是一款高精度数字三轴加速度传感器芯片，内置功能更丰 富，功耗更低，体积更小，测量更精确。 芯片通过 I²C/SPI 接口与 MCU 通信，加速度测量数据以中断方式或 查询方式获取。INT1 和 INT2 中断管脚提供多种内部自动检测的中断信 号，适应多种运动检测场合，中断源包括 6D/4D 方向检测中断信号、自由 落体检测中断信号、睡眠和唤醒检测中断信号、单击和双击检测中断信号。 芯片内置高精度校准模块，对传感器的失调误差和增益误差进行精确补 偿。±2G、±4G、±8G 和±16G 四种可调整的全量程测量范围，灵活测 LGA-12-2x2x1.0 量外部加速度，输出数据率 1.56HZ 和 4.27kHz 间可选。 芯片内置自测试功能允许客户系统测试时检测系统功能，省去复杂的 转台测试。 应用 主要特点  宽电压范围 1.71V-3.6V  1.8V 兼容数字 IO 口  低功耗模式下电源电流低至 2µA@1.8V@1.56Hz  ±2G/±4G/±8G/±16G 动态全量程范围  12bit 数据输出  I²C/SPI 数字输出接口  6D/4D 方向检测  自由落体检测  单击多击检测及运动检测  可编程中断生成电路  内嵌自测试功能  内嵌 FIFO  10000g 高 G 抗击能力  手机平板  室内导航  图像旋转  运动激活用户接口  游戏 产品规格分类 产品名称 SC7A20HTR 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 封装形式 环保等级 包装形式 LGA-12-2x2x1.0 无卤 编带 版本号：0.7 共 31 页 第 1 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 内部框图 INT1 VDD 电压调整 模块 内部振荡器 时钟使能 INT2 VDDIO X轴 传感器 CS MUX Gain Y轴 传感器 C-to-V Converter I²C ADC SCL/SPC 控制逻辑 SDA/SDO/SDI SPI SDO/SA0 Z轴 传感器 GND 温度 传感器 偏置电路 自测试 32 Level FIFO 极限参数 参数 符号 测试条件 最小值 最大值 单位 电源电压 1 VCC 电路不损坏 -0.3 3.6 V 电源电压 2 VP 电路不损坏 -0.3 3.6 V 任一控制管脚 Vin -0.3 VDDIO+0.3 V 电路不损坏 (CS/SDO/SCL/SDA/INT1/INT2) 工作温度 TOPR 电路不损坏 -40 +85 °C 贮存温度 TSTG 电路不损坏 -55 +150 °C 最小值 典型值 最大值 单位 机械参数（VDD=2.5V，TA=25°C） 参数 全量程测量范围 灵敏度 温变灵敏度 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 符号 测试条件 FS0 FS=0 -- ±2.0 -- FS1 FS=1 -- ±4.0 -- FS2 FS=2 -- ±8.0 -- FS3 FS=3 -- ±16.0 -- So0 FS=0 -- 1 -- So1 FS=1 -- 2 -- So2 FS=2 -- 4 -- So3 FS=3 -- 8 -- TCSO FS=0 -- ±0.01 -- g mg/digit %/°C 版本号：0.7 共 31 页 第 2 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 零漂（出厂时） TyOff0 FS=1 -- ±50 ±80 mg 零漂（贴片后） TyOff1 FS=1 -- ±90 ±120 mg 温漂 TCOff 与 25°C 的最大偏差 -- ±0.5 -- mg/°C Vst1 FS=0，X 轴 -- 320 -- mg Vst2 FS=0，Y 轴 -- 320 -- mg Vst3 FS=0，Z 轴 -- 430 -- mg 系统带宽 BW -- -- ODR/2 -- Hz 工作温度 TOPR -- -40 -- +85 °C 自测输出 注意：电路 2.5V 出厂校准。电路实际工作电压 1.71V-3.6V。 电气参数（VDD=2.5V，TA=25°C） 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 VDD -- 1.71 2.5 3.6 V VDDIO -- 1.71 -- VDD+0.1 V 供电电压 IO 供电电压 测试条件 IDD TA=25°C，ODR=100Hz -- 16 -- µA 低功耗电流 IDDLP TA=25°C，ODR=100Hz -- 8.5 -- µA 掉电电流 IDDPdn TA=25°C -- 0.5 -- µA 供电电流 数字高电平输入电压 VIH -- 0.8* VDDIO -- -- V 数字低电平输入电压 VIL -- -- -- 0.2* VDDIO V 高电平输出电压 VOH -- 0.9* VDDIO -- -- V 低电平输出电压 VOL -- -- -- 0.1* VDDIO V ODR0 ODR=1.56Hz -- 1.56 -- ODR1 ODR=12.5Hz -- 12.5 -- ODR2 ODR=25Hz -- 25 -- ODR3 ODR=50Hz -- 50 -- ODR4 ODR=100Hz -- 100 -- ODR5 ODR=200Hz -- 200 -- ODR6 ODR=400Hz -- 400 -- ODR7 ODR=800Hz -- 800 -- ODR8 ODR=1.48kHz -- 1480 -- ODR9 ODR=2.66kHz -- 2660 -- ODR10 ODR=4.434kHz -- 4434 -- -- 1 -- ms -40 -- +85 °C 输出数据率 开启时间 Ton ODR=100Hz 工作温度 Topr -- Hz 滤波参数 ODR=1.48kHz 模式下，不同数字低通滤波和 OSR 配置，数字滤波器的 3dB 截止频率如下表。 DLPF[1:0] OSR[2:0]=001 OSR[2:0]=010 OSR[2:0]=011 OSR[2:0]=100 OSR[2:0]=101 00 369.5Hz 168.2Hz 82.3Hz 41.0Hz 20.4Hz 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 3 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 DLPF[1:0] OSR[2:0]=001 OSR[2:0]=010 OSR[2:0]=011 OSR[2:0]=100 OSR[2:0]=101 01 66.7Hz 62.1Hz 50.7Hz 34.0Hz 19.3Hz 10 31.3Hz 30.7Hz 28.9Hz 24.1Hz 16.7Hz 11 15.2Hz 15.1Hz 14.9Hz 14.1Hz 11.8Hz 注：ODR[7:4]对应 Reg20h[7:4]； OSR[2:0]=001~101 降频后的 ODR 分别为 740Hz、370Hz、185Hz、92.5Hz、46.25Hz，OSR[2:0]对应 Reg1Fh[6:4]； DLPF[0]对应 Reg23h[3]，DLPF[1]对应 Reg1Fh[1]。 I²C 控制接口参数（VDD=2.5V，TA=25°C） 参数 符号 I²C 标准模式 I²C 快速模式 单位 最小值 最大值 最小值 最大值 f(SCL) 0 100 0 400 SCL 时钟低时间 tw(SCLL) 4.7 -- 1.3 -- SCL 时钟高时间 tw(SCLH) 4.0 -- 0.6 -- SDA 建立时间 tsu(SDA) 250 -- 100 -- ns SDA 数据保持时间 th(SDA) 0.01 3.45 0.01 0.9 µs -- 1000 20+0.1Cb 300 ns -- 300 20+0.1Cb 300 ns th(ST) 4 -- 0.6 -- tsu(SR) 4.7 -- 0.6 -- tsu(SP) 4 -- 0.6 -- tw(SP:SR) 4.7 -- 1.3 -- SCL 时钟频率 tr(SDA) SDA/SCL 上升沿时间 tr(SCL) tf(SDA) SDA/SCL 下降沿时间 tf(SCL) START 条件保持时间 重复 START 条件建立时 间 STOP 条件建立时间 总线空闲时间 kHz µs µs REPEATED START START tsu(SR) tw(SP:SR) SDA tf(SDA) tsu(SDA) tr(SDA) START th(SDA) tsu(SP) STOP SCL th(ST) tw(SCLL) tw(SCLH) tr(SCL) tf(SCL) I²C 从设备时序图 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 4 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 SPI 串行外围接口参数（VDD=2.5V，TA=25°C） 参数 符号 注 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 SPI 时钟周期 Tc(SPC) -- 100 -- -- ns SPI 时钟频率 Fc(SPC) -- -- -- 10 MHz CS 建立时间 Tsu(CS) -- 5 -- -- CS 保持时间 Th(CS) -- 8 -- -- SDI 输入建立时间 Tsu(SI) -- 5 -- -- SDI 输入保持时间 Th(SI) -- 15 -- -- SDO 有效输出时间 Tv(SO) -- -- -- 50 SDO 输出保持时间 Th(SO) -- 6 -- -- ns 注：10MHZ 时钟速率。 CS (3) (3) tc(SPC) tsu(CS) SPC (3) (3) tsu(SI) SDI th(SI) MSB IN (3) tv(SO) SDO th(CS) (3) LSB OUT (3) th(SO) MSB OUT (3) LSB IN SPI 从设备时序图 管脚排列图 Z 10 CS 11 12 NC S Cx S DO 1 S Dx GND S C7A20H GNDI O 1 7 X Y （俯视图） V DD V DDI O INT 2 INT 1 NC 4 6 5 （仰视图） 可检加速度方向 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 5 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 管脚描述 管脚编号 符号 I/O 1 SDO O 描述 SPI模式下串行数据输出，I²C模式下地 址选择 连接模式 I²C模式 SPI四线模式 SPI三线模式 SDO NC SDA SDI SDA VDDIO VDDIO VDDIO NC for default addr. I²C模式下作SDA， 2 SDx I/O SPI四线模式下作SDI， SPI三线模式下作SDA 3 VDDIO P I/O口电源电压 4 NC -- -- GND GND GND 5 INT1 O 用户编程中断1 INT1 INT1 INT1 6 INT2 O 用户编程中断2 INT2 INT2 INT2 7 VDD P 电源电压 VDD VDD VDD 8 GNDIO Ground 0V供电 GND GND GND 9 GND Ground 0V供电 GND GND GND 10 CS I NC CS CS 11 NC -- NC NC NC 12 SCx I SCL SCK SCK I²C/SPI模式选择，高电平I²C模式，低电 平SPI模式 -I²C模式下串行时钟SCL，SPI模式下串 行时钟SCK 注：I=输入，O=输出，OC=集电极开路输出，P=被动外部器件，S=电源供电。 功能描述 1 详细特点 SC7A20H 是一款极小体积、超低功耗、数字输出的 LGA 封装的 3 轴线性加速度计。完整的电路芯片包括一个机械 传感单元和一个集成电路接口。集成电路接口，负责与机械传感单元接口，读取其传感器信息，并通过 I²C/SPI 接口提供 到外部 MCU。 2 机械传感单元 机械传感单元，由悬吊的质量块和硅框架组成。框架是质量块的固定端，悬吊质量块通过锚点固定在框架上。悬吊 质量块可在三维空间中自由移动。另外，在机械传感单元上做盖帽保护，防止封装注塑时对机械部分造成损伤。当传感 器加速时，质量块会相对固定部分产生位移，从而引起差分电容不平衡变化。集成电路接口部分通过电荷积分电路对加 在差分电容上的电压脉冲进行积分，以积分结果衡量差分电容大小，进而衡量位移量的大小，最终测量出对应的加速度 值。 稳定状态下电容结构的电容值大概是 pF 级，当有加速度时，电容的最大改变量是 fF 级。 3 IC 接口 电路部分的完整测量链路由电容放大器和 ADC 组成。低噪声电容放大器将机械传感单元的不平衡电容转换成模拟 电压，再通过 ADC 转换成数字信号。加速度值数据可通过 I²C/SPI 接口访问，特别适合与微处理器直接接口。电路本身 还设计有 RDY 信号，用以表示新的测量数据已经就绪，简化数据系统中的数据同步。另外，电路还设计了“唤醒”和 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 6 页 士兰微电子 SC7A20H 说明书 “自由落体”检测功能，根据用户对寄存器的配置编程加速度触发事件来生成中断信号。 4 工厂校准补偿 电路部分设计有灵敏度（So）和零漂（TyOff）校准补偿功能。 校准补偿的修调值保存在电路内部的 NVM 中。当电路上电后，修调值被调入内部寄存器中以供正常操作补偿用。 该功能使用户无需更深层次的校准就可以使用电路。 5 6D/4D 检测 当检测到传感器处在设定的姿态产生中断，或者进入设定的姿态产生中断。传感器在三维空间的 6 个状态均可独立 检测。详细设置见应用说明文档。 6 自由落体检测 当检测到传感器处在自由落体状态产生中断。自由落体时，传感器质量块处于失重状态，三轴理论输出为零，传感 器内置检测模块检测大三轴输出小于设定阈值则驱动中断信号产生和相应状态寄存器置位。 7 睡眠和唤醒检测 睡眠检测，传感器内置模块对输出值进行检测，当传感器输出值在某段时间内均无变化且输出值在设置阈值范围内， 则判定传感器无动作，即置位相应状态信号和产生相应中断信号，通知 MCU 设置系统和传感器进入更低功耗的工作状 态。详细设置见应用说明文档。 唤醒检测，传感器内置模块对输出值进行检测，当传感器输出值超过设定阈值且达到设置时间范围，则判定传感器 有动作，即置位相应状态信号和产生相应中断信号，通知 MCU 设置系统和传感器进入正常工作状态。详细设置见应用 说明文档。 8 单击和多击检测 传感器根据设定的阈值和时间判断输出值是否满足单击和双击条件，置位相应状态信号和产生相应中断信号。详细 设置见应用说明文档。 9 特定词汇说明 9.1 灵敏度 灵敏度是描述传感器增益的物理量，在此可用±1G 加速度输入时能准确解析的一半最大数字输出表示。实际测试 中，通过重力加速度来测量。将电路需要测量的轴正对地心，记录电路的输出值 A1，再在这个轴线的任意平面上旋转 180°，将该轴的另一端对准地心，记录电路的输出值 A2。再计算 A2-A1 的绝对值，绝对值除以 2 的结果就是该轴的灵 敏度，该值随温度和时间的变化量很小。另外一个参数“灵敏度容差” ，描述了大批量电路的灵敏度范围，是衡量电路一 致性的参数。 9.2 零漂 零漂（TyOff）描述的是，0 加速度输入时，实际输出与理想输出的偏移程度。电路在稳定状态下，放置到水平面上时， 其 X 和 Y 轴的实际加速度是零，Z 轴是 1G。理想状态下，XY 轴输出应该处在输出量程的中心位置（以二进制补码表示 的 0） ，但实际会有很小的偏移。这种实际输出与理想输出偏移就称为“零漂” 。 “零漂”在某一范围内是电路上机械部分 应力的结果，因此当电路焊装到 PCB 板上或者处在某个外部压力环境下时， “零漂”会有少量的改变。 “零漂”随着温度 偏移称为“温漂” 。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 7 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 9.3 自测试 自测试功能是允许在不做机械运动的情况下测试机械部分的功能。自测试位配置为零时，自测试功能被关闭。该自 测试位为“1”时，相应功能被打开，一个驱动力被加到机械部分的质量块上，模拟出某一确切的加速度输入。此时，电 路在设置好的量程范围内输出相应的数据。当自测试模式被使能后，电路的实际输出是外部加速度输入与静电驱动力输 入两者的代数和。如果自测试输出信号变化在说明书的范围内，则电路工作正常。 10 数字接口 SC7A20H电路内部寄存器可通过I²C或者SPI接口访问。SPI接口还可以通过软件设置成3线或者4线模式下工作。SPI 的3线模式可以先在4线写模式（写入仅需3线）下写入对应控制位配置成3线后，即可在3线下正常通信。这些接口通信管 脚复用。如果需要使用I²C接口，则CS信号必须被拉高（内部已有上拉电阻连接到VDDIO）。 通信接口管脚描述 管脚名 CS SCL/SPC 管脚描述 SPI使能 I²C/SPI模式选择（1：I²C模式；0：SPI使能） I²C串行时钟（SCL） SPI串行时钟（SPC） I²C串行数据（SDA） SDA/SDI/SDO SPI串行数据输入（SDI） 3线接口串行数据输出（SDO） SDO SPI串行数据输出（SDO） 10.1 I²C 串行接口 本电路的 I²C 总线接口是从设备。可以通过 I²C 接口写入数据到寄存器，也可从寄存器读出数据。相关的 I²C 名词说 明如下表。 串行接口管脚描述 名词 描述 发射端 发送数据到总线 接收端 从总线接收数据 主机 从设备 发起传输，生成时钟信号，终止传输 由主设备寻址访问 I²C 总线相关的两根信号线：串行时钟线和串行数据线。串行数据线是双向通信管脚，可由主机发送数据到从设备， 也可由从设备发送到主机。两根信号线都通过上拉电阻连接的 VDDIO 端。当总线空闲时，两根数据线都为高。I²C 接口 遵循快速模式（400KHZ）I²C 标准。 10.1.1 I²C 操作 总线的传输通过一个 START 信号开始。START 条件定义为：SCL 高期间，SDA 上有一个高到低的变化。之后，总 线会被认为进入占用状态。接下来的一个字节数据的高 7 位表示主机需要通信的寻址位，第 8 位表示接下来的数据传输 是主机到从设备，还是由从设备到主机。当地址被发送出去后，每个连接到该总线上的电路会比较这个地址是不是自己 的地址。如果地址配对成功，则返回 ACK 到主机。ACK 是在第 9 个 CLK 上的一个低电平。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 8 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 SC7A20H 的从设备地址是 001100xb(具体地址可根据用户需求配置)。数据传输需要 ACK 信号返回方可有效。发送 端在第 9 个 CLK 上必须释放总线，接收端在第 9 个 CLK 上拉低总线，完成一个 ACK 返回。接收端必须在接收到每个字 节后返回 ACK。SC7A20H 的 I²C 接口是从设备接口，而且遵循近似的标准 I²C 协议（稍有不同） 。START 信号之后，主 机的从设备地址发送出去。当从设备的 ACK 返回后，一个 8 位的子地址被发送出去，其低 7 位表示的是实际的寄存器 地址，最高位表示的是是否地址自增。如果最高位为“1” ，则之后的寄存器地址自增，可允许多数据读写。 从地址加上读写控制位构成一个完整的从设备地址。如果读写控制位为“1（读） ”，从设备地址和子寄存器地址发送 成功，则需要发送一个“重复 START”信号。如果读写控制位为“0（写） ”，则下一个字节的传输方向不变。 IIC 地址 SDO外部连接 7位IIC地址 8位IIC地址 备注 悬空/接逻辑高 0x19 0x32(W)、0x33(R) 不漏电连接方式 接逻辑低 0x18 0x30(W)、0x31(R) 需关闭SDO内部上拉电阻 主机写一个字节到从设备 Master ST SAD+W -- SUB -- DATA -- SP Slave -- -- SAK -- SAK -- SAK -- 主机写多字节到从设备 Master ST SAD+W -- SUB -- DATA -- DATA -- SP Slave -- -- SAK -- SAK -- SAK -- SAK -- 主机从从设备读取一个字节 Master ST Slave -- SAD+ W -- -- SUB -- SR SAD+R -- -- NMAK SP SAK -- SAK -- -- SAK DATA -- -- 主机从从设备读取多个字节 Master ST Slave -- SAD+ W -- -- SUB -- SR SAK -- SAK -- SAD+ R -- -- -- MAK -- MAK -- NMAK SP SAK DATA -- DATA -- DATA -- -- 数据以字节的形式在总线上传输，每个数据传输包含 8 个位。每一次传输的次数不限制。数据传输时，最高位先发 送。如果接收端正在处理其他事物，不能完整接收数据，则拉低 SCL 线迫使发送端进入等待状态。只有等到接收端不再 繁忙，且释放 SCL 总线后，方可继续传输。如果从设备接收端因为实时处理不能应答从设备地址，SDA 线也不能被占 用，主机会自行终止传输。SCL 为高状态时，SDA 总线上的一个低到高的跳变，定义为一个 STOP 条件。每个数据传输 需要有 STOP 条件来终止。 为了能更快传输数据，可使用批量读取或批量写入来加快。子地址最高位为 1，表示地址自增的批量读写模式。 例如：配置工作后，采用连续读取三轴数据（寄存器地址 0x28~0x2D）,寄存器数据的地址为 0xA8（0x28|0x80） 。 10.2 SPI 总线接口 本电路的SPI总线接口是从设备。可以通过SPI接口写入数据到寄存器，也可从寄存器读出数据。相关的四个总线信 号是：CS、SPC、SDI和SDO。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 9 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 CS SPC SDI DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0 RW MS AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 SDO DO7 DO6 DO5 DO4 DO3 DO2 DO1 DO0 SPI读写时序 CS是SPI的使能信号，由SPI主机控制，在SPI传输开始前变低，在SPI传输结束后变高。SPC是SPI接口的串行时钟 信号，由SPI主机控制。在CS为高期间为高（无传输）。SDI和SDO是串行数据输入和输出，在SPC的下降沿驱动，SPC 的上升沿读取。单字节读写以16个时钟完成，如果是多字节读写，则是8的倍数个时钟完成。第一个位（bit0）在SPC的 第一个下降沿上开始发送。SPC的第一个下降沿在CS的下降沿后开始。最后一个位（bit15或者bit23，…）在最后一个 SPC的下降沿开始发送，但SPC的上升沿必须在CS的上升沿前完成。  —— Bit0：RW位。为0，DI(7:0)是写入到电路的数据。为1，DO(7:0)是从电路读出的数据。如果是读，则电路会在bit8 开始驱动SDO。 —  Bit1：MS位。为0，地址将不会自增。为1，地址会自动自增，方便多字节访问。  Bit2-7：地址AD(5:0)是寄存器地址, AD6在0EH寄存器ADR_SPI_AD6中控制。  Bit8-15：数据DI(7:0)（写模式），写入到从设备的数据（MSB先发送）。  Bit8-15：数据DO(7:0)（读模式），由从设备读取出来的数据（MSB先发送）。 — — 在多字节读写命令中，更多的8时钟周期被加上。如果MS位为0，每次访问的都是同一个地址。如果MS位为1，则地 址自动在下一次访问增加1。SDI和SDO的功能和行为不变。 10.2.1 SPI 读 CS SPC SDI RW MS AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 SDO DO7 DO6 DO5 DO4 DO3 DO2 DO1 DO0 SPI读协议 SPI读命令以16个时钟完成。多字节的读会增加更多的8时钟模块。  Bit0：读写控制位，为1。  Bit1：MS位。为0，地址将不会自增。为1，地址会自动自增，方便多字节访问。 — 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 10 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子  Bit2-7：地址AD(5:0)是寄存器地址，AD6在0EH寄存器ADR_SPI_AD6中控制。  Bit8-15：数据DO(7:0)（读模式），由从设备读取出来的数据（MSB先发送）。  Bit16-…：数据DO(…:8)（读模式），更多的数据（MSB先发送）。 CS SPC SDI RW MS AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 SDO DO7 DO6 DO5 DO4 DO3 DO2 DO1 DO0DO15DO14DO13DO12DO11DO10 DO9 DO8 SPI多字节读协议（2字节为例） 10.2.2 SPI 写 CS SPC SDI DI7 RW DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0 MS AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 SPI写协议 SPI单字节写命令以16个时钟完成。多字节的读会增加更多的8时钟模块。  Bit0：读写控制位，为0。  Bit1：MS位。为0，地址将不会自增。为1，地址会自动自增，方便多字节访问。  Bit2-7：地址AD(5:0)是寄存器地址, AD6在0EH寄存器ADR_SPI_AD6中控制。  Bit8-15：数据DI(7:0)（写模式），向从设备写数据（MSB先发送）。  Bit16-…：数据DI(…:8)（写模式），写入更多的数据（MSB先发送）。 — CS SPC SDI DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0 DI15 DI14 DI13 DI12 DI11 DI10 DI9 DI8 RW MS AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 SPI多字节写协议（2字节为例） 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 11 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 10.2.3 SPI 3 线模式读 3线通过想SIM位写入1来完成设置。4线模式写与3线模式写都只用到3个信号线，且逻辑与时序相同，所以通过4线 写模式将从设备配置成3线模式，再以3线模式访问。 CS SPC SDI/O DO7 DO6 DO5 DO4 DO3 DO2 DO1 DO0 RW MS AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 SPI 3线模式读协议 SPI读命令以16个时钟完成。  Bit0：读写控制位，为1。  Bit1：MS位。为0，地址将不会自增。为1，地址会自动自增，方便多字节访问。  Bit2-7：地址AD(5:0)是寄存器地址, AD6在0EH寄存器ADR_SPI_AD6中控制。  Bit8-15：数据DO(7:0)（读模式），由从设备读取出来的数据（MSB先发送）。 — 采用SPI方式连续读取三轴FIFO数据时，需从0x27寄存器开始读取，连续读取7个字节数据，取后6个字节分别拼接 成三轴数据。特别注意：禁止多SPI设备复用SPC、MOSI、MISO。 11 寄存器列表 下表列出了SC7A20H所有的寄存器及地址和初值。 名称 类型 寄存器地址 16进制 二进制 缺省 备注 Reserved（do not modify） -- 00-0B -- -- Reserved SPI_CTRL r 0E 0000 1110 -- -- WHO_AM_I r 0F 0000 1111 0x11 -- CTRL_REG0 rw 1F 0001 1111 -- -- CTRL_REG1 rw 20 0010 0000 -- -- CTRL_REG2 rw 21 0010 0001 -- -- CTRL_REG3 rw 22 0010 0010 -- -- CTRL_REG4 rw 23 0010 0011 -- -- CTRL_REG5 rw 24 0010 0100 -- -- CTRL_REG6 rw 25 0010 0101 -- -- DRDY_STATUS_REG r 27 0010 0111 output -- OUT_X_L r 28 0010 1000 output -- OUT_X_H r 29 0010 1001 output -- OUT_Y_L r 2A 0010 1010 output -- OUT_Y_H r 2B 0010 1011 output -- 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 12 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 名称 类型 寄存器地址 16进制 二进制 缺省 备注 OUT_Z_L r 2C 0010 1100 output -- OUT_Z_H r 2D 0010 1101 output -- FIFO_CTRL_REG rw 2E 0010 1110 -- -- FIFO_SRC_REG r 2F 0010 1111 -- -- AOI1_CFG rw 30 0011 0000 -- -- AOI1_SRC r 31 0011 0001 -- -- AOI1_THS rw 32 0011 0010 -- -- AOI1_DURATION rw 33 0011 0011 -- -- AOI2_CFG rw 34 0011 0100 -- -- AOI2_SRC r 35 0011 0101 -- -- AOI2_THS rw 36 0011 0110 -- -- AOI2_DURATION rw 37 0011 0111 -- -- CLICK_CRTL_REG rw 38 0011 1000 -- -- r 39 0011 1001 -- -- CLICK_COEFF1 rw 3A 0011 1010 -- -- CLICK_COEFF2 rw 3B 0011 1011 -- -- CLICK_COEFF3 rw 3C 0011 1100 -- -- CLICK_COEFF4 rw 3D 0011 1101 -- -- Reserved（do not modify） -- 40-5F -- -- Reserved OUT_X_L r 61 0110 0001 output -- OUT_X_H r 62 0110 0010 output -- OUT_Y_L r 63 0110 0011 output -- OUT_Y_H r 64 0110 0100 output -- OUT_Z_L r 65 0110 0101 output -- OUT_Z_H r 66 0110 0110 output -- Soft_Reset rw 68 0110 1000 -- -- FIFO_DATA r 69 0110 1001 -- -- rw 6F 0110 1111 -- -- CLICK_SRC I2C_CTRL 标识为“保留”的，在使用中不要更改，可能会引起永久性破坏。 在“引导启动”时加载到寄存器中的内容不要改变。这些内容包含了工厂校准补偿的信息，能掉电保存和自动加载。 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 13 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 12 寄存器描述 12.1 SPI_CTRL（0Eh） B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 -- -- -- ADR_SPI_AD6 -- -- -- -- SPI 通讯地址 AD6 地址。默认值：0 ADR_SPI_AD6 0：SPI 通信访问地址 00H~3FH； 1：SPI 通信访问地址 40H~7FH； 12.2 WHO_AM_I（0Fh） B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 -- -- -- 1 -- -- -- 1 备注：等同 CHIP_ID 值为 0x11，需要配合 0x70 寄存器值判断传感器版本； 12.3 模式控制寄存器（1Fh） B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 -- OSR[2] OSR[1] OSR[0] -- -- DLPF[1] HR 数据更新速率控制位。默认值：000 000: ODR； 001: ODR/2； OSR[2:0] 010: ODR/4； 011: ODR/8； 100: ODR/16； 101~111: ODR/32； 数字低通滤波器控制位高位。默认值：0 DLPF[1] 请参考 23h 寄存器说明； 工作模式控制位。默认值：0 0：低功耗/正常模式使能； HR 1：高性能/增强模式使能； 请参考 20h 寄存器说明； 12.4 控制寄存器 1 (20h) B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 ODR3 ODR2 ODR1 ODR0 LPen Zen Yen Xen ODR[3:0] LPen Zen 数据率选择。默认值：0000。 低功耗使能位。默认值为 0 (0：正常工作模式，1：低功耗模式) Z 轴使能位。默认值为 1 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 14 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 (0: Z 轴禁止，1：Z 轴使能) Y 轴使能位。默认值为 1 Yen (0: Y 轴禁止，1：Y 轴使能) X 轴使能位。默认值为 1 Xen (0: X 轴禁止，1：X 轴使能) ODR 用来设置电源模式和数据率的选择。下表通过设置 ODR的值来设置频率。 数据输出率的配置 ODR3 ODR2 ODR1 ODR0 电源模式选择 0 0 0 0 电源关断模式 0 0 0 1 全工作模式(1.56Hz) 0 0 1 0 全工作模式(12.5Hz) 0 0 1 1 全工作模式(25Hz) 0 1 0 0 全工作模式(50Hz) 0 1 0 1 全工作模式(100Hz) 0 1 1 0 全工作模式(200Hz) 0 1 1 1 全工作模式(400Hz) 1 0 0 0 全工作模式(800Hz) 1 0 0 1 高性能模式(1.48kHz) 1 0 1 0 高性能模式(2.66kHz) 1 0 1 1 高性能模式(4.434kHz) 工作模式配置 HR LPen 工作模式 0 0 正常模式 0 1 低功耗模式 1 0 高性能模式 1 1 增强模式 12.5 控制寄存器 2 (21h) B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 -- HDS HPCF2 HPCF1 FDS HP_RESET HPIS2 HPIS1 HDS HPCF2 -HPCF1 FDS HP_RESET 高通滤波器数据选择。默认值：0 (0：经过某工作模式后的数据；1：经过内部 ADC 后的原始数据) 高通截止频率选择。 数据滤波选择。默认值：0 (0：跳过内部高通滤波；1：内部高通滤波以后的数据输出到数据寄存器或 FIFO) 高通滤波器复位。默认值：0 (0：复位禁止； 1：复位使能) 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 15 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 中断 AOI2 功能高通滤波使能。默认值：0 HPIS2 (0：滤波禁止； 1：滤波使能) 中断 AOI1 功能高通滤波使能。默认值：0 HPIS1 (0：滤波禁止； 1：滤波使能) 高通截止频率配置表 HPCF Ft[Hz]@12.5Hz Ft[Hz]@25Hz Ft[Hz]@50Hz Ft[Hz]@100Hz Ft[Hz]@200Hz Ft[Hz]@400Hz 00 0.8 2 4 8 16 32 01 0.32 0.8 2 4 8 16 10 0.04 0.1 0.2 0.5 1 2 11 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1 12.6 控制寄存器 3 (22h) B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 I1_CLICK I1_AOI1 I1_AOI2 I1_DRDY -- I1_WTM I1_OVERRUN FIFO_MODE CLICK 中断在 INT1 上。默认值：0 I1_CLICK (0：禁止；1：使能) AOI1 中断在 INT1。默认值：0 I1_AOI1 (0：禁止；1：使能) AOI2 中断在 INT1 上。默认值：0 I1_AOI2 (0：禁止；1：使能) DRDY 中断在 INT1 上。默认值：0 I1_DRDY (0：禁止；1：使能) FIFO_WTM 中断在 INT1 上。默认值：0 I1_WTM (0：禁止；1：使能) FIFO 溢出中断在 INT1 上。默认值：0 I1_OVERRUN (0：禁止；1：使能) FIFO 读三轴数据位数模式选择。默认值：0 FIFO_MODE (0：12 位数据模式；1：8 位数据模式) 12.7 控制寄存器 4 (23h) B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 BDU BLE FS1 FS0 DLPF[0] ST1 ST0 SIM BDU BLE FS1-FS0 DLPF[1:0] 块数据更新。默认值：0 (0：连续更新；1：输出数据寄存器不更新直到 MSB 和 LSB 被读取) 大端/小端数据选择。默认值：0 (0：低字节数据在低地址；1：高字节数据在低地址) 全量程选择。默认值：00 (00：+/- 2G； 01： +/- 4G； 10： +/- 8G； 11： +/- 16G) 数字低通滤波器控制位低位。默认值：0 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 16 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 自测试使能。默认值：00 ST1-ST0 (00：自测试禁止；其他：参考“自测试模式配置”) SPI 串行接口模式配置。默认值：0 SIM (0：4 线接口；1：3 线接口) 数字低通滤波器传输函数如下 DLPF[1:0] 描述 00 C=1 01 C=4 10 C=8 11 C=16 自测试模式配置 ST1 ST0 测试模式 0 0 正常模式 0 1 自测试 0 1 0 自测试 1 1 1 -- 12.8 控制寄存器 5(24h) B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 BOOT FIFO_EN AOI_EN -- LIR_INT1 D4D_INT1 LIR_INT2 D4D_INT2 BOOT FIFO_EN AOI_EN 重载修调值。默认值：0 (0：正常模式；1：重载修调值) FIFO 使能。默认值：0 (0：FIFO 禁止；1：FIFO 使能) AOI 中断禁止位。默认值：0 (0：AOI 中断使能；1：AOI 中断禁止) 锁存中断 1 配置寄存器上指定的中断响应。 LIR_INT1 通过读中断 1 配置寄存器可以清除相应的中断锁存信号。默认值：0 (0：不锁存中断信号；1：锁存中断信号) D4D_INT1 4D 使能：在 INT1 管脚上使能 4D 检测，同时要把中断 1 配置寄存器中的 6D 为置 1。 锁存中断 2 配置寄存器上指定的中断响应。 LIR_INT2 通过读中断 2 配置寄存器可以清除相应的中断锁存信号。默认值：0 (0：不锁存中断信号；1：锁存中断信号) D4D_INT2 4D 使能：在 INT2 管脚上使能 4D 检测，同时要把中断 2 配置寄存器中的 6D 为置 1。 12.9 控制寄存器 6(25h) 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 17 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 I2_CLICK I2_AOI1 I2_AOI2 I2_BOOT I2_DRDY CS_PU_EN0 H_LACTIVE INT_PP_OD CLICK 中断在 INT2 上。默认值：0 I2_CLICK (0：禁止；1：使能) AOI1 中断在 INT2 上。默认值：0 I2_AOI1 (0：禁止；1：使能) AOI2 中断在 INT2 上。默认值：0 I2_AOI2 (0：禁止；1：使能) BOOT 状态在 INT2 上。默认值：0 I2_BOOT (0：禁止；1：使能) DRDY 中断在 INT2 上。默认值：0 I2_DRDY (0：禁止；1：使能) CS 引脚上拉电阻使能位。默认值：0 CS_PU_EN (0：使能；1：禁止) 中断引脚默认电平控制位。默认值：0 H_LACTIVE (0：中断触发时输出高电平（默认低电平） ；1：中断触发时输出低电平（默认高电平） ） INT1 和 INT2 推挽输出或开漏输出选择位。默认值：0 INT_PP_OD (0：推挽输出使能；1：开漏输出使能) 12.10 状态寄存器(27h) B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 ZYXOR ZOR YOR XOR ZYXDA ZDA YDA XDA X，Y 和 Z 三个轴新的数据至少有一个已经覆盖老的数据。默认值：0 ZYXOR (0：三个轴中没有一个轴新的数据覆盖老的数据； 1：三个轴中至少有一个轴新的数据已经覆盖了老的数据) ZOR YOR XOR ZYXDA ZDA YDA XDA Z 轴新的数据已经覆盖老的数据。默认值：0 (0：Z 轴新的数据尚未覆盖老的数据；1：Z 轴新的数据覆盖了老的数据) Y 轴新的数据已经覆盖老的数据。默认值：0 (0：Y 轴新的数据尚未覆盖老的数据；1：Y 轴新的数据覆盖了老的数据) X 轴新的数据已经覆盖老的数据。默认值：0 (0：X 轴新的数据尚未覆盖老的数据；1：X 轴新的数据覆盖了老的数据) X，Y 和 Z 三个轴新的数据全都转换完成。默认值：0 (0：三轴中至少某一轴的数据尚未转换完成；1：三个轴新的数据全都转换完成) Z 轴新的数据到来。默认值：0 (0：Z 轴新的数据尚未转换完成；1：Z 轴新的数据转换完成) Y 轴新的数据到来。默认值：0 (0：Y 轴新的数据尚未转换完成；1：Y 轴新的数据转换完成) X 轴新的数据到来。默认值：0 (0：X 轴新的数据尚未转换完成；1：X 轴新的数据转换完成) 杭州士兰微电子股份有限公司 http: //www.silan.com.cn 版本号：0.7 共 31 页 第 18 页 SC7A20H 说明书 士兰微电子 12.11 OUT_X_L(28h)，OUT_X_H (29h) X 轴加速度计值。这个值以 2 的补码的形式输出。 12.12 OUT_Y_L (2Ah)，OUT_Y_H (2Bh) Y 轴加速度计值。这个值以 2 的补码的形式输出。 12.13 OUT_Z_L (2Ch)，OUT_Z_H (2Dh) Z 轴加速度计值。这个值以 2 的补码的形式输出。 以 X 轴数据拼接及单位转换为例 OUT_X_H OUT_X_L（Hex） 12bits（DEC） FS[1:0]=00 FS[1:0]=01 FS[1:0]=10 FS[1:0]=11 0x40 0x00 1024 1.0g 2.0g 4.0g 8.0g 0x20 0x00 512 0.5g 1.0g 2.0g 4.0g 0xE0 0x00 -512 -0.5g -1.0g -2.0g -4.0g 0xC0 0x00 -1024 -1.0g -2.0g -4.0g -8.0g （Hex） unsigned char X_H,X_L,Y_H,Y_L,Z_H,Z_L；//读取的三轴数据（无符号） signed short int SL_X,SL_Y,SL_Z；//转换后三轴数据（有符号） SL_X=(signed short int)((X_H