三轴加速度计LIS3DH简介

发布于 2020-12-8 18:20
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三轴加速度计LIS3DH简介-开源基础软件社区

LIS3DH是ST公司生产的MEMS三轴加速度计芯片,实现运动传感的功能。主要特性有:

 

  • 宽工作电压范围:1.71 ~ 3.6V
  • 功耗:低功耗模式2μA;正常工作模式、ODR = 50Hz时功耗11μA(要求SDO/SA0脚浮空或上拉)
  • 测量范围:+/-2g ~ +/-16g
  • 接口:I2C、三线制/四线制SPI
  • 16 bit数据输出
  • 两个可编程中断输出脚,用于自由落体和动作检测
  • 6D/4D方向检测
  • 内置AD支持3路外部信号输入
  • 内置温度传感器
  • 内置32-slot的10-bit FIFO存储器
  • 自检测功能
  • 封装:3 x 3 x 1 mm LGA-16

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管脚定义

 

  • VCC:电源
  • Vdd_IO:数字接口供电电源
  • GND:地
  • RES:连接到地
  • CS:I2C接口选择(CS=1);或SPI接口片选脚(CS=0)
  • SCL/SPC:I2C接口或SPI接口的时钟线
  • SDA/SDI/SDO:I2C接口或SPI接口数据线
  • SDO/SA0:I2C地址选择脚;或四线制SPI接口输出脚。浮空时为1。
  • INT1:中断信号输出,触发条件可中断
  • INT2:同上
  • ADC1、ADC2、ADC3:数模转换的模拟信号输入脚

 

与Arduino的连接


用工作于3.3V/8MHz版本的Arduino Pro Mini进行调试,可避免用UNO时接口电平转换的麻烦。采用I2C接口进行通讯。未利用INT1、INT2和FIFO的功能。三轴加速度计LIS3DH简介-开源基础软件社区

LIS3DH  Pro Mini 3.3V/8MHz

VDD <------> 3.3V

GND <------> GND

SCL <------>  A5 (SCL)

SDA <------> A4 (SDA)

功能调试
1. 根据应用手册,LIS3DH用于倾斜检测时,最好将测量范围设置为+/-2g。

2. 设备上电后,需要约5ms的启动时间,之后自动进入低功耗模式。之后不同的模式间切换也需要少许的时间,与ODR有关。

3. 存储结果的寄存器的值为有符号数(二补码)。应用笔记中“Example of acceleration data”中的示例表格,1g对应的高位寄存器值应为40h,资料应该是误写成了04h。

4. 手册中的功耗数据只适用于SDO/SA0脚接电源、或者空接的情况。若该管脚接地,功耗会增加150μA;若通过下拉电阻接地,功耗则会更大。

 

测试代码

/*
    Measurement of acceleration values using motion sensor LIS3DH
*/

#include <Wire.h>

#define ADDRESS_LIS3DH 0x19
#define CTRL_REG1 0x20
#define CTRL_REG4 0x23
#define CTRL_REG5 0x24
#define STATUS_REG 0x27
#define OUT_X_L 0x28

byte buffer[6];
byte statusReg;

boolean ready = false;
int outX, outY, outZ;
int xVal, yVal, zVal;

void setup()
{
    Wire.begin();
    Serial.begin(9600);
    delay(5); //5 ms boot procedure

    // reboot memory content, to make a clean start
    Wire.beginTransmission(ADDRESS_LIS3DH);
    Wire.write(CTRL_REG5);
    Wire.write(0x80);
    Wire.endTransmission();

    delay(5);

    //set ODR = 1 Hz, normal mode, x/y/z axis enabled
    Wire.beginTransmission(ADDRESS_LIS3DH);
    Wire.write(CTRL_REG1);
    Wire.write(0x17);
    Wire.endTransmission();

    //set BDU= 1, scale = +/-2g, high resolution enabled
    Wire.beginTransmission(ADDRESS_LIS3DH);
    Wire.write(CTRL_REG4);
    Wire.write(0x80);
    Wire.endTransmission();
}

void loop()
{
    // read STATUS_REG
    while(ready == false)
    {
        Wire.beginTransmission(ADDRESS_LIS3DH);
        Wire.write(STATUS_REG);
        Wire.endTransmission();
        Wire.requestFrom(ADDRESS_LIS3DH, 1);
        if (Wire.available() >= 1)
        {
            statusReg = Wire.read();
        }
        if (bitRead(statusReg, 3) == 1) //new data available
        {
            ready = true;
        }
        delay(10);
    }

    if (bitRead(statusReg, 7) == 1)
    {
        Serial.println("Some data have been overwritten.");
    }

    //read the result
    Wire.beginTransmission(ADDRESS_LIS3DH);
    Wire.write(OUT_X_L | 0x80); //read multiple bytes
    Wire.endTransmission();
    Wire.requestFrom(ADDRESS_LIS3DH, 6);
    if (Wire.available() >= 6)
    {
        for (int i = 0; i < 6; i++)
        {
            buffer[i] = Wire.read();
        }
    }

    //calculation
    outX = (buffer[1] << 8) | buffer[0];
    outY = (buffer[3] << 8) | buffer[2];
    outZ = (buffer[5] << 8) | buffer[4];
    xVal = outX / 16;
    yVal = outY / 16;
    zVal = outZ / 16;

    Serial.print("outX: "); Serial.print(xVal); Serial.print("  ");
    Serial.print("outY: "); Serial.print(yVal); Serial.print("  ");
    Serial.print("outZ: "); Serial.println(zVal);

    ready = false;
}

 

ODR更新频率设置为1Hz,通过串口打印三轴加速度测量结果,单位mg。

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已于2020-12-8 18:20:39修改
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