Freescale三轴加速度传感器MMA7455L的原理及应用
传感器原理 / 2012-12-23
Freescale三轴加速度传感器MMA7455L的原理及应用
摘要：本文详细介绍了三轴加速度传感器MMA7455L的原理，特点，及应用领域，指出了三轴加速度传感器MMA7455L的良好应用前景
关键字：三轴加速度传感器，MMA7455L，手机
1：引言
Freescale的加速度传感器系列的器件有很多种，按测量的加速度方向分类有：X轴、Z轴和XY轴，XYZ轴；MMA7455L是XYZ轴(±2g, ±4g, ±8g)三轴加速度传感器
[注：1g=9.807m/s2]。可以实现基于运动的功能，如倾斜滚动、游 戏控制、按键静音和手持终端的自由落体硬盘驱动保护，门限检测和点击检测功能等，具有更高的封装高度，但价格却更低。提供I2C和SPI接口，方便与 MCU的通讯，，因此非常适用于手机或个人设备中的运动应用，包括图像稳定、文本滚动和移动拨号。
2：MMA7455L XYZ轴加速度传感器工作原理简介
MMA7455L加速度传感器由2部分组成：G-单元和信号 调理ASIC电路（如图1所示）。G-单元是机械结构，它是用半导体制作技术、由多晶硅半导体材料制成，并且是密封的，图1中的积分、放大、滤波、温度补 偿、控制逻辑和EEPROM相关电路、振荡器、时钟生成器、以及自检等电路组成，完成G-单元测量的电容值到电压输出的转换。
G-单元的等效电路如图所示，它相当于在2个固定的 电容极板中间放置1个可移动的极板。当有加速度作用于系统时，中间极板偏离静止位置。用中间极板偏离静止位置的距离测量加速度，中间极板与其中一个固定极 板的距离增加，同时与另一个固定极板的距离减少，且距离变化值相等。距离的变化使得2个极板间的电容改变(如图2所示)，电容值的计算公式 是：C=Ae/D，其中A是极板的面积，D是极板间的距离，e是电介质常数。
信号调理ASIC电路将G-单元测量的2个电容值转换 成加速度值，并使加速度与输出电压成正比。当测量完毕后在INT1/INT2输出高电平，用户可以通过I2C或SPI接口读取MMA7455L内部寄存器 的值，判断运动的方向。自检单元用于保证G-单元和加速计芯片中的电路工作正常，出电压成比例。
传 统的加速度传感器一般为模拟输出，用户需要A/D采样后，将模拟量转换为数字量，再进行数据处理。MMA7455L提供数字接口，用户直接读取 MMA7455L的寄存器得到输出数字量，方便用户的数据处理，在没有A/D接口的MCU上照常使用。I2C总线通讯可以使用MCU硬件I2C单元，也可 以使用模拟I2C通讯，对MCU的支持更加广泛。
4：软件控制
用户直接通过I2C或SPI接口与MMA7455L通讯，读取MMA7455L内部寄存器的值（即测量的结果），
例：清除中断程序
void ClearIntLatch(void)
{
IIC_ByteWrite(INTRST, 0x03);
IIC_ByteWrite(INTRST, 0x00);
}
5．加速度传感器的应用
汽车电子的应用
l 安全气袋
l 翻转检测
l 碰撞检测
l 车辆动态控制
l 刹车控制系统
l 驾驶者安全装置
卫生保健的应用
l 理疗设备
l 康复设备
l 健身器材的测量系统
l 跑步机
l 运动医学设备
l 运动诊断设备
工业和消费电子应用
l 游戏控制板
l 振动监测
l 便携与手持设备硬盘驱动器保护
l 平衡和振动控制的应用
l 地震监测
l 安全系统
l 掌上设备的鼠标控制
l 游戏机
l 移动电话菜单选择滚动控制
l 虚拟现实输入设备
l 故障记录仪
l 投影仪
l 轴承损坏监测
l 倾斜计
l 机器人
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