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ADXL345 (中文)芯片手册

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标签: ADXL345

ADXL345

ADXL345是一个三轴的加速度芯片,通过读取三轴上的加速度数值,结合欧拉角原理。可以测出当前芯片的俯仰角,横滚角,航向角。在自动控制系统中,该芯片是应用比较广的

3½,± 2g/ ± 4g/ ± 8g/ ± 16g
数字加速度计
ADXL345
超½功耗:V
S
= 2.5 V时(典型值),测量模式下½至23ìA,
待机模式下为0.1
A
功耗随带½自动按比例变化
用户可选的分辨率
10½固定分辨率
全分辨率,分辨率随g范围提高而提高,±16g时高达13½
(在所有g范围内保持4
mg/LSB的比例系数)
正在申请专利的嵌入式存储器管理系统采用FIFO技术,可将
主机处理器负荷降至最½
单振/双振检测
活动/非活动监控
自由½½检测
电源电压范围:2.0
V至3.6 V
I / O电压范围:1.7 V至V
S
SPI(3线和4线)和I
2
C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½令可选测量范围
通过串行½令可选带½
½温度范围(-40°C至+85℃)
抗冲击½力:10,000
g
无铅/符合RoHS标准
小而薄:3
mm× 5 mm× 1 mm,LGA封装
应用
手机
医疗仪器
游戏和定点设备
工业仪器仪表
个人导航设备
硬盘驱动器(HDD)保护
特性
概述
ADXL345是一款小而薄的超½功耗3½加速度计,分辨率
高(13½),测量范围达±
16g。数字输出数据为16½二进制
补码格式,可通过SPI(3线或4线)或I
2
C数字接口访问。
ADXL345非常适合移动设备应用。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。其高分辨率(3.9mg/LSB),½够测量不到1.0°的
倾斜角度变化。
该器件提供多种特殊检测功½。活动和非活动检测功½通
过比较任意½上的加速度与用户设½的阈值来检测有无运
动发生。敲击检测功½可以检测任意方向的单振和双振动
½。自由½½检测功½可以检测器件是否正在掉½。这些
功½可以独立映射到两个中断输出引脚中的一个。正在申
请专利的集成式存储器管理系统采用一个32级先进先出
(FIFO)缓冲器,可用于存储数据,从而将主机处理器负荷
降至最½,并降½整½系统功耗。
½功耗模式支持基于运动的智½电源管理,从而以极½的
功耗进行阈值感测和运动加速度测量。
ADXL345采用3 mm × 5 mm × 1 mm,14引脚小型超薄塑料
封装。
应用
单电源数据采集系统
仪器仪表
过程控制
电池供电系统
医疗仪器
功½框图
V
S
V
DD I/O
ADXL345
POWER
MANAGEMENT
SENSE
ELECTRONICS
3-AXIS
SENSOR
ADC
DIGITAL
FILTER
CONTROL
AND
INTERRUPT
LOGIC
INT1
INT2
32 LEVEL
FIFO
SDA/SDI/SDIO
SERIAL I/O
SDO/ALT
ADDRESS
07925-001
SCL/SCLK
GND
CS
图1.
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. Speci cations 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. See the last
page for disclaimers.
Rev. A
One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.
www.analog.com
Tel: 781.329.4700
Fax: 781.461.3113 ©2009—2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
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½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½词语的准确性,请参考ADI提供
的最新英文版数据手册。
ADXL345
目½
特性.................................................................................................
1
应用.................................................................................................
1
概述.................................................................................................
1
功½框图
........................................................................................ 1
修订历史
........................................................................................ 2
技术规格
........................................................................................ 3
绝对最大额定值...........................................................................
5
热阻
........................................................................................ 5
封装信息
............................................................................... 5
ESD警告 ................................................................................ 5
引脚配½和功½描述
.................................................................. 6
典型工½特性
............................................................................... 7
工½原理
........................................................................................ 12
电源时序
............................................................................... 12
省电
........................................................................................ 13
串行通信
........................................................................................ 14
SPI........................................................................................... 14
I
2
C ........................................................................................... 17
中断
........................................................................................ 19
FIFO........................................................................................ 20
自测.................................................................................................
21
寄存器映射....................................................................................
22
寄存器定义....................................................................................
23
应用信息
........................................................................................ 27
电源去耦
........................................................................................ 27
机械安装注意事项
...................................................................... 27
敲击检测
........................................................................................ 27
阈值.................................................................................................
28
链接模式
........................................................................................ 28
休眠模式与½功耗模式..............................................................
29
偏移校准
........................................................................................ 29
½用自测
........................................................................................ 30
高½数据速率的数据格式化.....................................................
31
噪声性½
........................................................................................ 32
非2.5V电压下的操½...................................................................
32
最½数据速率时的偏移性½.....................................................
33
加速度灵敏度½...........................................................................
34
布局和设计建议...........................................................................
35
外½尺寸
........................................................................................ 36
订购指南
........................................................................................ 36
更改寄存器0x1D
– THRESH_TAP(读/写)部分、寄存器0x1E、
寄存0x1F、寄存器0x20
- OFSX,OFSY,OSXZ(读/写)部分、
寄存器0x21
–DUR(读/写)部分、寄存器0x22 –Latent(读/写)
部分以及寄存器0x
23-Window(读/写)部分 ........................... 23
更改ACT_X启用½、INACT_X启用½部分、寄存器0x28
-
THRESH_FF(读/写)部分、寄存器0x29 – TIME_FF(读/写)部
分、Asleep½部分和AUTO_SLEEP½部分
............................ 24
更改休眠½部分
........................................................................... 25
更改电源去耦部分、机械安装注意事项部分及敲击检测部
..................................................................................................... 27
更改阈值部分
............................................................................... 28
更改休眠模式与½功耗模式部分
............................................ 29
增加偏移校准部分
...................................................................... 29
更改½用自测部分
...................................................................... 30
增加高½数据速率的数据格式化部分、图48和图49
......... 31
增加噪声性½部分、图50至图52,及非2.5伏电压下的操½
部分
................................................................................................. 32
增加最½数据速率时的偏移性½部分、图53至图55
......... 33
2009年6月-版本0:初始版
修订历史
2010年4月-修订版0至修订版A
更改特性部分和概述部分
......................................................... 1
更改技术规格部分
...................................................................... 3
更改表2和表3
............................................................................... 5
增加封装信息部分、图2和表4;重新排序...........................
5
更改表5的引脚12描述
................................................................ 6
增加典型工½特性部分..............................................................
7
更改工½原理和电源时序部分
................................................ 12
更改省电部分、表7、表8、自动休眠模式部分和待机模式
部分.................................................................................................
13
更改SPI部分..................................................................................
14
更改图36至图38
........................................................................... 15
更改表9和表10
............................................................................. 16
更改I
2
C部分和表11 ..................................................................... 17
更改表12
........................................................................................ 18
更改中断、活动、静止、自由½½部分
............................... 19
增加表13
........................................................................................ 19
更改FIFO部分...............................................................................
20
更改自测部分和表15至表18
..................................................... 21
增加图42和表14
........................................................................... 21
更改表19
........................................................................................ 22
Rev. A | Page 2 of 36
ADXL345
技术规格
除非另有说明,T
A
= 25°C, V
S
= 2.5 V, V
DD
I/O = 1.8 V,
加速度=
0 g, C
S
= 10 F½电容, C
I/O
= 0.1 F,输出数
据速率(ODR)=
800Hz。保证所有最½和最高技术规格。无法保证典型技术规格。
表1
表参数
测试条件
最小值 典型值
1
传感器输入
测量范围
非线性度
½间对½误差
跨½灵敏度
2
传输出分辨率
所有g范围
±2g范围
±4g范围
±8g范围
±16g范围
灵敏度
X
OUT
、Y
OUT
、Z
OUT
灵敏度
各½
用户可选
满量程百分比
±2, ±4, ±8, ±16
±0.5
±0.1
±1
10
10
11
12
13
230
230
115
57
29
3.5
3.5
7.1
14.1
28.6
256
256
128
64
32
±1.0
3.9
3.9
7.8
15.6
31.2
±0.01
0
0
±35
±40
±0.4
±0.8
0.75
1.1
282
282
141
71
35
4.3
4.3
8.7
17.5
34.5
最大值 单½
g
%
Degrees
%
Bits
Bits
Bits
Bits
Bits
LSB/g
LSB/g
LSB/g
LSB/g
LSB/g
%
mg/LSB
mg/LSB
mg/LSB
mg/LSB
mg/LSB
%/°C
mg
mg
mg
mg
mg/°C
mg/°C
LSB rms
LSB rms
相对于理想值的灵敏度偏差
X
OUT
、Y
OUT
和Z
OUT
比例因子
温度引起的灵敏度变化
0g偏移
X
OUT
和Y
OUT
的0g输出
Z
OUT
的0g输出
相对于理想值的0g输出偏差,X
OUT
, Y
OUT
相对于理想值的0g输出偏差,Z
OUT
X½和Y½的0 g偏移与温度的关系
Z½的0 g偏移与温度的关系
噪声
X½和Y½
输出数据速率和带½
输出数据速率(ODR)3,
4,5
自测6
X½上的输出变化
Y½上的输出变化
Z½上的输出变化
电源
工½电压范围(V
S
接口电压范围(V
DD
I/O)
电源电流
待机模式漏电流
开启时间和唤醒时间7
各½
10½分辨率
全分辨率
全分辨率
全分辨率
全分辨率
各½
所有g范围,全分辨率
±2g, 10½分辨率
±4 g, 10½分辨率
±8 g, 10½分辨率
±16 g, 10½分辨率
所有g范围
所有g范围,全分辨率
±2 g, 10½分辨率
±4 g, 10½分辨率
±8 g, 10½分辨率
±16 g, 10½分辨率
各½
−150
−250
+150
+250
± 2g,10½分辨率或所有g范围,
全分辨率,ODR=
100 Hz
± 2g,10½分辨率或所有g范围,
全分辨率,ODR=
100 Hz
用户可选
0.1
0.20
−2.10
0.30
2.0
1.7
ODR≥100Hz
ODR<10 Hz
ODR= 3200Hz
Rev. A | Page 3 of 36
3200
2.10
−0.20
3.40
2.5
1.8
140
30
0.1
1.4
3.6
V
S
Hz
g
g
g
V
V
µA
µA
µA
ms
ADXL345
参数
参温度
工½温度范围
重量
器件重量
1
测试条件
最小值 典型值
1
−40
30
最大值
+85
单½
°C
mg
除了0g输出和灵敏度以外,所示典型技术规格至少为零件总½的68%,并基于平均±1σ最差情况,表示为目标值。对于0g偏移和灵敏度,
相对于理想值的偏差描述了平均±1σ的最差情况。
2
跨½灵敏度定义为任意两½之间的耦合。
3
带½为-3dB频率,为输出数据速率的一半,带½=
ODR/ 2。
4
3200 Hz和1600 Hz ODR的输出格式与其他ODR的输出格式不同。“高½数据速率的数据格式化”部分描述了此差异。
5
输出数据速率½于6.25
Hz时,表示额外偏移随温度的增加而变化,取决于选定的输出数据速率。详情请参阅“最½数据速率时的偏移性
½”部分。
6
自测变化定义为SELF_TEST½=
1(在DATA_FORMAT寄存器上,地址0x31)时的输出(g)减去SELF_TEST½= 0时的输出(g)。由于
器件过滤的½用,启用或禁用自测时,输出在4
×τ后达到最终值,其中τ= 1 /(数据速率)。器件必须在正常功率下操½(LOW_POWER½= 0,
在BW_RATE寄存器内,地址0x2C),以便自测正常运行。
7
开启和唤醒时间取决于用户定义的带½。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)
Rev. A | Page 4 of 36
ADXL345
绝对最大额定值
表2
参数
额定值
封装信息
图2和表4的信息提供了ADXL345封装标识的详情。产品可
用性的完整列表请参阅“订购指南”部分。
加速度
任意½,无电
任意½,有电
V
s
V
DD
I/O
1
0,000g
注意,超出上述绝对最大额定值可½会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值,不表示在这些条件下或者在任½其
它超出本技术规范操½章节中所示规格的条件下,器件½
够正常工½。长期在绝对最大额定值条件下工½会½响器
件的可靠性。
图2.产品封装信息(顶视图)
表4 封装标识信息
标识码
345B
#
yww
vvvv
CNTY
字段说明
ADXL345器件标识符
符合RoHS标准
日期代码
工厂批次代码
原产½
热阻
表3 封装特性
封装类型
14-引脚 LGA
θ
JA
150°C/W
θ
JC
85°C/W
器件重量
30 mg
ESD警告
ESD(静电放电)敏感器件。
带电器件和电路板可½会在没有察觉的情况下放
电。½管本产品具有专利或专有保护电路,½在
遇到高½量ESD时,器件可½会损坏。因此,应
½采取适½的ESD防范措½,避免器件性½下降
或功½丧失。
Rev. A | Page 5 of 36
07925-102
数字引脚
所有其他引脚
输出短路持续时间(任
意引脚接地)
温度范围
有电
存储
10,000g
-0.3 V至+3.9 V
-0.3 V至+3.9 V
−0.3 V至V
DD
I/O+ 0.3 V或3.9 V,
取较小者
-0.3 V至+3.9 V
未定
-40℃至+105℃
-40℃至+105℃
345B
#yww
v v v v
CNTY
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