干货奉上 | lis2dw12 加速度传感器—寄存器篇

Posted 2021-07-19 三明治开发社区

工作模式

• 工作模式主要分为6种：4种低功耗模式，1种高性能模式和单数据转换模式。其中低功耗模式和高性能模式区别于但数据转换模式，都属于连续转换模式。转换输出数据速率可通过 CTRL1（20h）中的 ODR[3:0]位进行选择。
  
• 工作模式主要是通过CTRL1（20h）寄存器控制，上电CTRL1寄存器数值为0x00，默认芯片处于关闭状态，没有测量数据更新。
  
• 各工作模式下的功耗
  
• 单数据转换模式：仅适用于低功耗模式。在此配置中，设备等待触发信号，生成新数据，之后设备立即进入掉电状态。
  使用INT2引脚作为外部触发器进行单数据转换。
  
  设置控制寄存器CTRL3（22h）中的 SLP_MODE_SEL =‘0’，使INT2 引脚的上升沿作为外部触发器。此时，用户可以使用STATUS 寄存器（27h）的 DRDY 位检测转换是否结束。其中触发信号高电平的最小持续时间为 20 ns。使用单个数据转换模式的最大数据速率为 200 Hz，转换时间T_on取决于所选的低功耗模式: 1.20 ms for Low-Power Mode 1; 1.70 ms for Low-Power Mode 2; 2.30 ms for Low-Power Mode 3; 3.55 ms for Low-Power Mode 4。
  
  可通过寄存器CTRL4_INT1_PAD_CTRL (23h)中的 INT1_DRDY 位置为 1，也可以将 DRDY 信号其发送至 INT1 引脚。可以通过INT1引脚检测转换是否结束。
  

加速度计带宽

加速度计采样链 由几个级联模块表示：

• 仅 LPF1（绿色路径）：为了选择此路径，设置寄存器CTRL6 (25h) 中的BW_FILT [1:0] = 00。
• LPF1 + LPF2（紫色路径）：为了选择此路径，设置 BW_FILT[1:0]的值不同于 00。
• LPF1 + HP（蓝色路径）：这些输出始终可用于 BW_FILT [1:0] = 00 的每个值。
  

读取输出数据

• 当器件上电时，器件会自动从嵌入的内存中加载校准系数到内部寄存器中。启动时间大约 20 毫秒左右，之后加速度计会自动进入掉电。
• 根据状态寄存器DRDY状态，以轮询方式检查数据更新
  该器件提供了一个 STATUS (27h) 寄存器，可用于轮询检查新的一组数据什么时候可以用。当加速度计输出中有一组新的数据可用时，DRDY 位被置为 1。默认条件下：DRDY是锁存模式，只有当其中一个通道的较高部分已被读取（OUT_X_H、OUT_Y_H、OUT_Z_H）时，信号DRDY将复位。
  如果DRDY要改成脉冲模式，将CTRL7 (3Fh) 寄存器中的DRDY_PULSED 位置 1，且脉冲持续时间约为 75 μs。
  应当按照如下步骤进行读取操作：
• 读 STATUS
• 如果 DRDY = 0，则进入 1
• 读 OUTX_L
• 读 OUTX_H
• 读 OUTY_L
• 读 OUTY_H
• 读 OUTZ_L
• 读 OUTZ_H
• 数据处理
• 使用INT1或INT2引脚，以轮询或中断的方式检查数据更新
  当加速度计输出中有一组新的数据可用时，DRDY 位被置为 1。通过将 CTRL4_INT1_PAD_CTRL 寄存器的 INT1_DRDY 位置为 1，可将该信号驱动至 INT1 引脚，也可以通过将 CTRL5_INT2_PAD_CTRL 寄存器的 INT2_DRDY 位置为 1，将其驱动至 INT2 引脚。
  通过寄存器CTRL3 (22h)的H_LACTIVE位，设置INT1和INT2引脚空闲时电平和触发后电平。
  通过寄存器CTRL3 (22h)的PP_OD位，设置INT1和INT2引脚是推挽还是开漏。
  
• 使用块数据更新功能
  如果读取加速度计数据特别慢，并且不能与 STATUS 寄存器中的 DRDY 事件位或驱动到 INT1/INT2 引脚的 DRDY 信号同步，那么强烈建议将 CTRL2（21h）寄存器中的 BDU（块数据更新）位置为 1。当发起了对给定寄存器对（即OUTX_H 和 OUTX_L、OUTY_H 和 OUTY_L、OUTZ_H 和 OUTZ_L）的读取时，读取数据的 MSB 和 LSB 部分之前，都会禁止刷新该寄存器对。

输出数据

测得的3轴加速度数据都是存放在 OUTX_H、OUTX_L、OUTY_H、OUTY_L、OUTZ_H 和 OUTZ_L 寄存器中。

• 因为这些寄存器地址是连续的，通过I2C读取时，输入OUT_X_L寄存器的地址，设置读取6个字节，可将OUTX_H、OUTX_L、OUTY_H、OUTY_L、OUTZ_H 和 OUTZ_L 寄存器的数据全部读出。
• 加速度数据为二进制补码格式的 16 位数字，左对齐。根据所选的工作模式，这些值（LSB）具有不同的分辨率。
  
  其中满量程设置通过寄存器CTRL6 (25h)的FS[1:0]配置
  

以下举个列子
OUTX=0xFD60;OUTY=0x0078;OUTZ=0x42FC
配置状态：14位分辨率，满量程为±2g,转换后加速度为：
X轴：-672/40.244=-41mg
Y轴：120/40.244=7mg
Z轴：17148/4*0.244=1046mg

温度传感器

LIS2DW12 具有内部温度传感器，适用于环境温度测量。

• 当一组新数据可用时，STATUS_DUP（37h）中的 DRDY_T 位设为 1，并在读取其中一个温度数据输出（OUT_T_H 或 OUT_T）时复位。DRDY_T 位可以通过 CTRL5_INT2_PAD_CTRL 寄存器的位 INT2_DRDY_T映射到INT2引脚。
• 温度数据表示为二进制补码格式的 12 位/8位，在 OUT_T_L 和 OUT_T_H 寄存器中左对齐。
• OUT_T寄存器的数值零对应室温25℃，公式：
  温度数值=25+OUT_T（℃）
  

其他功能

加速度传感器功能丰富：6D/4D 定向检测，单击和双击识别，先进先出（FIFO）缓冲区的应用，待后续有机会应用学习后，再分享。

……好记性不如烂笔头……