LIS2MDLTR

LIS2MDL Digital output magnetic sensor: ultra-low-power, high-performance 3-axis magnetometer Datasheet - production data Description The LIS2MDL is an ultra-low-power, highperformance 3-axis digital magnetic sensor. The LIS2MDL has a magnetic field dynamic range of ±50 gauss. The LIS2MDL includes an I2C serial bus interface that supports standard, fast mode, fast mode plus, and high-speed (100 kHz, 400 kHz, 1 MHz, and 3.4 MHz) and an SPI serial standard interface. /*$[[PP Features  3 magnetic field channels The device can be configured to generate an interrupt signal for magnetic field detection.  ±50 gauss magnetic dynamic range The LIS2MDL is available in a plastic land grid array package (LGA) and is guaranteed to operate over an extended temperature range from -40 °C to +85 °C.  16-bit data output  SPI/I2C serial interfaces  Analog supply voltage 1.71 V to 3.6 V  Selectable power mode/resolution Table 1. Device summary  Single measurement mode  Programmable interrupt generator Part number  Embedded self-test  Embedded temperature sensor  ECOPACK®, RoHS and “Green” compliant Temp. Package Packaging range [°C] LIS2MDL -40 to +85 LGA-12 Tray LIS2MDLTR -40 to +85 LGA-12 Tape and reel Applications  Tilt-compensated compasses  Map rotation  Intelligent power saving for handheld devices  Gaming and virtual reality input devices November 2018 This is information on a product in full production. DocID030621 Rev 5 1/41 www.st.com Contents LIS2MDL Contents 1 2 Block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.2 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Module specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1 Sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.3 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.4 Communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.5 3 4 5 6 2.4.1 SPI - serial peripheral interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.4.2 I2C - inter-IC control interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.1 Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.2 Zero-gauss level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.3 Magnetic dynamic range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.1 Power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.2 IC interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.3 Factory calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 5.1 Soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.2 High-current wiring effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.3 Startup sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.1 I2C serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.1.1 6.2 SPI bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 6.2.1 2/41 I2C operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 SPI write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 DocID030621 Rev 5 LIS2MDL Contents 6.2.2 SPI read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 7 Register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 8 Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 9 10 8.1 OFFSET_X_REG_L (45h) and OFFSET_X_REG_H (46h) . . . . . . . . . . . 29 8.2 OFFSET_Y_REG_L (47h) and OFFSET_Y_REG_H (48h) . . . . . . . . . . . 29 8.3 OFFSET_Z_REG_L (49h) and OFFSET_Z_REG_H (4Ah) . . . . . . . . . . . 29 8.4 WHO_AM_I (4Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 8.5 CFG_REG_A (60h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 8.6 CFG_REG_B (61h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 8.7 CFG_REG_C (62h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 8.8 INT_CTRL_REG (63h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 8.9 INT_SOURCE_REG (64h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 8.10 INT_THS_L_REG (65h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 8.11 INT_THS_H_REG (66h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 8.12 STATUS_REG (67h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 8.13 OUTX_L_REG, OUTX_H_REG (68h - 69h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 8.14 OUTY_L_REG, OUTY_H_REG (6Ah - 6Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 8.15 OUTZ_L_REG, OUTZ_H_REG (6Ch - 6Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 8.16 TEMP_OUT_L_REG (6Eh), TEMP_OUT_H_REG (6Fh) . . . . . . . . . . . . . 36 Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 9.1 LGA-12 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 9.2 LGA-12 packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 DocID030621 Rev 5 3/41 41 List of tables LIS2MDL List of tables Table 1. Table 2. Table 3. Table 4. Table 5. Table 6. Table 7. Table 8. Table 9. Table 10. Table 11. Table 12. Table 13. Table 14. Table 15. Table 16. Table 17. Table 18. Table 19. Table 20. Table 21. Table 22. Table 23. Table 24. Table 25. Table 26. Table 27. Table 28. Table 29. Table 30. Table 31. Table 32. Table 33. Table 34. Table 35. Table 36. Table 37. Table 38. Table 39. Table 40. Table 41. Table 42. Table 43. Table 44. Table 45. Table 46. Table 47. Table 48. 4/41 Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Sensor characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 SPI slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 I2C slave timing values (standard and fast mode) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 I2C slave timing values (fast mode plus and high speed) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 RMS noise of operating modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Current consumption of operating modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Operating mode and turn-on time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Maximum ODR in single measurement mode (HR and LP modes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Internal pin status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 I2C terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 23 Transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 23 SAD + Read/Write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Register address map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 CFG_REG_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 CFG_REG_A register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Output data rate configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Mode of operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 CFG_REG_B_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 CFG_REG_B_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Digital low-pass filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 CFG_REG_C register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 CFG_REG_C register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 INT_CRTL_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 INT_CTRL_REG register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 INT_SOURCE_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 INT_SOURCE_REG register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 INT_THS_L_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 INT_THS_L_REG register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 INT_THS_H_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 INT_THS_H_REG register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 STATUS_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 STATUS_REG register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 OUTX_L_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 OUTX_H_REG register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 OUTY_L_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 OUTY_H_REG register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 OUTZ_L_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 OUTZ_H_REG register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Reel dimensions for carrier tape of LGA-12 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 DocID030621 Rev 5 LIS2MDL List of tables Table 49. Document revision history. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 DocID030621 Rev 5 5/41 41 List of figures LIS2MDL List of figures Figure 1. Figure 2. Figure 3. Figure 4. Figure 5. Figure 6. Figure 7. Figure 8. Figure 9. Figure 10. Figure 11. Figure 12. 6/41 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Pin connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 SPI slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 I2C slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 LIS2MDL electrical connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 SPI write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Multiple byte SPI write protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 SPI read protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 LGA-12 2.0 x 2.0 x 0.7 mm package outline and mechanical data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Carrier tape information for LGA-12 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 LGA-12 package orientation in carrier tape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Reel information for carrier tape of LGA-12 package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 DocID030621 Rev 5 LIS2MDL Block diagram and pin description 1 Block diagram and pin description 1.1 Block diagram Figure 1. Block diagram &6 ;