iMEMS加速度傳感器ADXL345
iMEMS 半導(dǎo)體技術(shù)把微型機械結(jié)構(gòu)與電子電路集成在同一顆芯片上。iMEMS加速度傳感器就是利用這種技術(shù),實現(xiàn)對單軸、雙軸甚至三軸加速度進行測量并產(chǎn)生模擬或數(shù)字輸出的傳感器。根據(jù)不同的應(yīng)用,加速度傳感器的測量范圍從幾g到幾十g不等。數(shù)字輸出的加速度傳感器還會集成多種中斷模式。這些特性可以為用戶提供更加方便靈活的解決方案。
ADXL345是ADI公司最近推出的基于iMEMS技術(shù)的3軸、數(shù)字輸出加速度傳感器。ADXL345具有+/-2g,+/-4g,+/-8g,+/-16g可變的測量范圍;最高13bit分辨率;固定的4mg/LSB靈敏度;3mm*5mm*1mm超小封裝;40-145uA超低功耗;標(biāo)準的I2C或SPI數(shù)字接口;32級FIFO存儲;以及內(nèi)部多種運動狀態(tài)檢測和靈活的中斷方式等特性。所有這些特性,使得ADXL345有助于大大簡化跌倒檢測算法,使其成為一款非常適合用于跌倒檢測器應(yīng)用的加速度傳感器。
本文給出的跌倒檢測解決方案,完全基于ADXL345內(nèi)部的運動狀態(tài)檢測功能和中斷功能,甚至不需要對加速度的具體數(shù)值進行實時讀取和復(fù)雜的計算操作,可以使算法的復(fù)雜度降至最低。
中斷系統(tǒng)
圖1給出了ADXL345的系統(tǒng)框圖及管腳定義。
圖1 ADXL345系統(tǒng)框圖及管腳定義
ADXL345具有兩個可編程的中斷管腳:Int1和Int2。以及Data_Ready、Single_Tap、Double_Tap、Activity、Inactivity、Free_Fall、Watermark、Overrun,共計8個中斷源。每個中斷源可以獨立地使能或禁用,還可以靈活地選擇是否映射到Int1或Int2中斷管腳。所有的功能都可以同時使用,只是某些功能可能需要共用中斷管腳。中斷功能通過INT_ENABLE寄存器的相應(yīng)位來選擇使能或禁用,通過INT_MAP寄存器的相應(yīng)位來選擇映射到Int1管腳或Int2管腳。中斷功能的具體定義如下:
1. Data_Ready 當(dāng)有新的數(shù)據(jù)產(chǎn)生時,Data_Ready中斷置位;當(dāng)沒有新的數(shù)據(jù)時,Data_Ready中斷清除。
2. Single_Tap 當(dāng)加速度值超過一定門限(THRESH_TAP)并且持續(xù)時間小于一定時間范圍(DUR)的時候,Single_Tap中斷置位。
3. Double_Tap 當(dāng)?shù)谝淮蜸ingle_Tap事件發(fā)生后,在一定時間(LATENT)之后,并在一定時間(WINDOW)之內(nèi),又發(fā)生第二次Single_Tap事件時,Double _Tap中斷置位。
圖2給出了有效的Single_Tap中斷和Double _Tap中斷的示意圖。
圖2 Single_Tap和Double _Tap中斷示意
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