产品简介:ADXL345 3轴±2G/±4G/±8G/±16G数字加速度计

 ADXL345 是ADI公司于2008 年推出的采用MEMS 技术具有SPI 和I2C 数字输出功能的三轴加速度计，具有小巧轻薄、超低功耗、可变量程、高分辨率等特点：它只有3 mm×5 mm×1 mm 的外形尺寸，面大小相当于小拇指指甲盖的1/3；在典型电压VS=2.5 V 时功耗电流约为25～130 μA，比先期采用模拟输出的产品ADXL330 功耗典型值低了约70～175 μA；最大量程可达±16 g，另可选择±2、±4、±8 g 量程，可采用固定的4 mg/LSB 分辨率模式，该分辨率可测得0.25°的倾角变化。

ADXL345 提供一些特殊的运动侦测功能，可侦测出物体是否处于运动状态，并能敏感出某一轴向加速度是否超过了用户自定义门限，可侦测物体是否正在跌落。此外，还集成了一个32 级FIFO 缓存器，用来缓存数据以减轻处理器的负担。ADXL345 可在倾斜敏感应用中测量静态重力加速度， 也可在运动甚至振动环境中测量动态加速度，非常适合于移动设备应用，可望在手机、游戏和定位设备、微小型导航设备、硬盘保护、运动健身器材、数码照相机等产品中得到广泛应用。ADXL345采用3 mm × 5 mm × 1 mm、14引脚小型超薄塑料封装。 

ADXL345特点和优势 

• 超低功耗：VS = 2.5 V时（典型值），测量模式下低至40 μA，待机模式下为0.1 μA
• 功耗随带宽自动按比例变化
• 用户可选的分辨率
• 10位固定分辨率
• 全分辨率，分辨率随g范围提高而提高，±16 g时达到最高分辨率13位（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FIFO技术可最大程度地减少主机处理器的负荷
• 单击/双击检测
• 活动/非活动监控 

ADXL345内部结构图

ADXL345常用寄存器 

ADXL345 丰富的功能是通过使用寄存器来实现的。这些丰富的寄存器，用以选择数据格式、FIFO 工作模式、数字通信模式、节电模式、中断使能以及修正各轴偏差等等。

常用的寄存器有：

1）POWER_CTL， 用来设定供电模式， 与BW_RATE 配合，可设定数据率，默认值为100 Hz。ADXL345 正常供电情况下，能根据输出数据率大小自动调节其功耗。如果要进一步降低功耗， 将BW_RATE 寄存器中的LOW_POWER 位置位，进入低功耗模式。

2）DATA_FORMAT， 该寄存器的设置影响着DATAX0DATAX1、DATAY0、DATAY1、DATAZ0、DATAZ1 数据寄存器中的数据格式。DATA_FORMAT 该8 位寄存器可控制6 项设置， 通过设置SPI 位可设定SPI 是采用3 线还是4 线接口模式，FULL_RES 位与RANGE 位，用于设定加速度量程和对应的分辨率模式，SELF_TEST 位用于自检。

3）FIFO_CTL，设置缓存器具体的工作模式，比如Bypass、FIFO、Stream、Trigger 模式，各种模式区别如下：在Bypass 模式中，FIFO 缓存器是退化的，仅FIFO［0］存储一次采样结果，无论是否被读取，新数据到来时将旧数据覆盖；在FIFO 模式中，FIFO 缓存器不停地收集数据直到缓存器满，此时如果没有及时读数据，新到样本数据将被丢弃，而当FIFO 被读取后，它将继续收集新到数据；在Stream 模式中， FIFO 缓存器不停地收集数据，当缓存器满，自动丢弃FIFO［0］，其他样本值向前移位填充，最新数据填入FIFO［31］；在Trigger 模式中，FIFO 开始工作与Stream 模式类似，收集样本值直到FIFO 缓存器满，然后丢弃最旧的数据，一旦触发事件发生（由FIFO_CTL 寄存器中TRIG_SOURCE 位所定义），FIFO 将保留最后n 采样值（其中n 在FIFO_CTL 寄存器中指定），然后像FIFO 模式一样运行，即FIFO 不满时，继续收集新的样本值。

4）INT_MAP、INT_ENABLE，ADXL345 为事件驱动提供两个中断输出引脚：INT1、INT2。所有的中断功能，例如DATA_READY、FREE_FALL、OVERRUN 等等， 均可同时使用，唯一的限制是有一些功能可能会共享中断引脚。

5）OFSX、OFSY、OFSZ，用来存放标定的X、Y、Z 轴的偏移量，初始化传感器时使用。 

ADXL345设计要点 

3.1 机械安装要点

ADXL345 是完整的三轴加速度计。需要注意的是，ADXL345 要安装在PCB 板较坚固的位置上。因为加速度的计量依赖于PCB 板的谐振程度，若将传感器安装在PCB 板上一些没有硬支撑的位置，比如“杠杆”或“翘板”的一端，或是“弹性蹦床”的中央，会导致明显的测量错误。

3.2 电源退耦设计要点

在电源引脚VS与VDD I/O间放置一只0.1 μF 的电容，并且尽可能靠近电源引脚，可用来消除电压波动产生的噪声。然而在实际应用中，噪音存在于内部时钟频率50 kHz附近，因为这些噪声可能会导致加速度测量发生错误，所以需要电源旁路设计，例如在VS引脚采用一只10Ω电阻和一只2.2 μF或更大的电容进行旁路连接。

3.3 串行通信要点

在ADXL345中，可通过SPI或I2C数字接口通信。不管哪种模式，ADXL345 都作为从机使用。在SPI 接口模式下，CS片选引脚由总线主机控制。如果CS片选引脚接VDD I/O高电平的话，I2C接口模式启用。不管哪种模式，在往ADXL345写数据期间，ADXL345向主设备传出的数据都是无效的。