特色

2.16V至3.6V電源電壓

1.8V兼容IOs

<1mW功耗

±2g/±8g動(dòng)態(tài)選擇滿標(biāo)度

I2C/SPI數(shù)字輸出接口

可編程多中斷發(fā)生器

點(diǎn)擊和雙擊識(shí)別

嵌入式高通濾波器

嵌入式自檢

10000克高沖擊生存能力

符合ECOPACK®RoHS和“綠色”標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)第9節(jié)）

應(yīng)用

自由落體檢測(cè)

動(dòng)作激活功能

游戲和虛擬現(xiàn)實(shí)輸入設(shè)備

振動(dòng)監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償

說(shuō)明

LIS302DL是一款超緊湊的低功耗產(chǎn)品三軸線性加速度計(jì)。它包括一個(gè)傳感元件和IC接口能夠向外部提供測(cè)得的加速度通過(guò)I2C/SPI串行接口。傳感元件，能夠檢測(cè)加速度，使用專(zhuān)用ST公司開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)慣性的工藝硅傳感器和執(zhí)行器。IC接口是用CMOS制造的允許設(shè)計(jì)專(zhuān)用電路的過(guò)程為了更好地匹配感測(cè)元件特性。LIS302DL具有用戶可動(dòng)態(tài)選擇的功能滿量程為±2g/±8g用輸出數(shù)據(jù)速率測(cè)量加速度100Hz或400Hz。自測(cè)試功能允許用戶檢查傳感器在最終應(yīng)用中的功能。該裝置可被配置成產(chǎn)生慣性喚醒/自由落體中斷信號(hào)超過(guò)可編程加速閾值至少在三個(gè)軸中的一個(gè)軸上。閾值和中斷發(fā)生器的定時(shí)是可編程的由最終用戶動(dòng)態(tài)執(zhí)行。LIS302DL可在塑料薄膜中使用網(wǎng)格陣列包（TLGA）及其保證在延長(zhǎng)的溫度范圍內(nèi)工作從-40°C到+85°C。

機(jī)械和電氣規(guī)范

機(jī)械特性

表3。機(jī)械特性（1）（2）

1.產(chǎn)品出廠標(biāo)定為2.5V，可在2.16V至3.6V范圍內(nèi)使用

2.除非另有說(shuō)明，否則所有參數(shù)均在Vdd=2.5V，T=25°C時(shí)指定

3.不保證典型規(guī)格

4.通過(guò)晶片級(jí)測(cè)試和初始偏移和靈敏度測(cè)量進(jìn)行驗(yàn)證

5.MSL3預(yù)處理后的典型零g電平偏移值

6.可通過(guò)啟用內(nèi)置高通濾波器消除偏移

7.如果使用STM位，則所有軸的符號(hào)值都會(huì)發(fā)生變化

8.自檢輸出隨電源的變化而變化。“自檢輸出更改”定義為輸出[LSb]（ctrl_reg1上的自檢位=1）-輸出[LSb]（ctrl_reg1上的自檢位=0）。1LSb=4.6g/256，8位表示，±2.3g滿標(biāo)度

9.由于設(shè)備過(guò)濾，啟用自檢模式時(shí)，3/ODR后輸出數(shù)據(jù)達(dá)到最終值的99%

10.ODR是輸出數(shù)據(jù)速率。規(guī)格見(jiàn)表4

電氣特性

表4。電氣特性（1）（2）

1.產(chǎn)品出廠標(biāo)定為2.5V，可在2.16V至3.6V范圍內(nèi)使用

2.除非另有說(shuō)明，否則所有參數(shù)均在Vdd=2.5V，T=25°C時(shí)指定

3.不保證典型規(guī)格

4.在這種情況下，可以在不阻塞通信總線的情況下移除維持Vdd_IO的Vdd測(cè)量鏈斷電。

5.濾波器截止頻率

6.退出掉電模式后獲取有效數(shù)據(jù)的時(shí)間

絕對(duì)最大額定值

高于“絕對(duì)最大額定值”的應(yīng)力可能導(dǎo)致永久性損壞到設(shè)備。這只是一個(gè)應(yīng)力額定值和設(shè)備在這些壓力下的功能操作條件不是隱含的。長(zhǎng)期暴露在最高評(píng)級(jí)條件下可能影響設(shè)備可靠性

注：任何引腳上的電源電壓不得超過(guò)6.0V

術(shù)語(yǔ)

靈敏度

靈敏度描述傳感器的增益，可通過(guò)應(yīng)用1g等方法確定加速到它。由于傳感器可以測(cè)量直流加速度，因此可以通過(guò)將感興趣的軸指向地球中心，記錄輸出值，旋轉(zhuǎn)傳感器旋轉(zhuǎn)180度（指向天空）并再次記錄輸出值。這樣做，向傳感器施加±1g加速度。從中減去較大的輸出值較小的一個(gè)并將結(jié)果除以2得到傳感器的實(shí)際靈敏度。這個(gè)值隨溫度變化很小，隨時(shí)間變化也很小。敏感度公差描述了大量傳感器的靈敏度范圍。

零重力水平

零g電平偏移（Off）描述實(shí)際輸出信號(hào)與理想值的偏差如果沒(méi)有加速度，則輸出信號(hào)。水平面上處于穩(wěn)定狀態(tài)的傳感器表面在X軸和Y軸測(cè)量0g，而Z軸測(cè)量1g輸出理想地處于傳感器動(dòng)態(tài)范圍的中間（輸出寄存器的內(nèi)容00h，數(shù)據(jù)表示為2的補(bǔ)數(shù)）。在這種情況下，與理想值的偏差是稱(chēng)為零重力偏移。偏移在一定程度上是精密MEMS傳感器受力的結(jié)果因此，在將傳感器安裝到印刷電路上后，偏移量可能會(huì)略有變化或者將其暴露在廣泛的機(jī)械應(yīng)力下。偏移量隨溫度變化很小，參見(jiàn)“零g液位變化與溫度”。單個(gè)傳感器的零g電平是穩(wěn)定的一輩子。零g水平耐受性描述了人群零g水平的范圍

傳感器數(shù)量。

自檢

自檢允許在不移動(dòng)傳感器的情況下檢查其功能。自檢功能是當(dāng)CTRL_REG1（控制寄存器1）的自檢位編程為“0”時(shí)關(guān)閉。當(dāng)ctrl_reg1的自檢位被編程為“1”，向傳感器施加驅(qū)動(dòng)力，模擬確定的輸入加速度。在這種情況下，傳感器輸出將出現(xiàn)變化在他們的直流電平，這是通過(guò)設(shè)備靈敏度選定的滿標(biāo)度。當(dāng)自檢激活時(shí)，設(shè)備輸出電平由由作用在傳感器上的加速度和靜電試驗(yàn)力產(chǎn)生的信號(hào)。如果輸出信號(hào)在表3中規(guī)定的振幅范圍內(nèi)變化，則傳感器工作正常，接口芯片參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)規(guī)范。

點(diǎn)擊和雙擊識(shí)別

點(diǎn)擊和雙擊識(shí)別功能有助于創(chuàng)建人機(jī)界面軟件過(guò)載很少。該設(shè)備可配置為在在任何方向上敲擊時(shí)使用專(zhuān)用銷(xiāo)。如果傳感器暴露在單一輸入刺激下，它會(huì)在慣性上產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求中斷引腳（INT1和/或INT2）。一個(gè)更高級(jí)的功能允許生成和中斷當(dāng)兩個(gè)事件之間有可編程時(shí)間的“雙擊”時(shí)請(qǐng)求“鼠標(biāo)鍵式”使用。用戶可根據(jù)預(yù)期振幅和刺激的時(shí)間。

功能

LIS302DL是一款超緊湊、低功耗、數(shù)字輸出的三軸線性加速度計(jì)包裝在LGA包裝中。整個(gè)裝置包括一個(gè)傳感元件和一個(gè)集成電路接口能夠從傳感元件獲取信息并向外部世界通過(guò)一個(gè)I2C/SPI串行接口。

傳感元件

專(zhuān)利工藝用于制造表面微機(jī)械加速度計(jì)。這個(gè)這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)懸浮硅結(jié)構(gòu)基板上的幾個(gè)點(diǎn)稱(chēng)為錨定點(diǎn)，并可在感測(cè)方向上自由移動(dòng)加速。為了與傳統(tǒng)的包裝技術(shù)兼容，一個(gè)蓋子被放在上面?zhèn)鞲性敳浚员苊庠谒芰戏庋b。當(dāng)加速度施加到傳感器上時(shí)，驗(yàn)證質(zhì)量從其標(biāo)稱(chēng)質(zhì)量位移位置，導(dǎo)致電容半橋不平衡。這種不平衡是被測(cè)量出來(lái)的利用電荷積分來(lái)響應(yīng)施加在感測(cè)電容器上的電壓脈沖。在穩(wěn)態(tài)下，電容器的標(biāo)稱(chēng)值為小功率因數(shù)，當(dāng)加速度為應(yīng)用時(shí)，電容負(fù)載的最大變化在fF范圍內(nèi)。

IC接口

整個(gè)測(cè)量鏈由一個(gè)低噪聲電容放大器組成將MEMS傳感器的電容不平衡轉(zhuǎn)換為模擬電壓，并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。加速度數(shù)據(jù)可通過(guò)I2C/SPI接口訪問(wèn)，從而使特別適合與微控制器直接接口的設(shè)備。LIS302DL具有一個(gè)數(shù)據(jù)就緒信號(hào)（RDY），它指示測(cè)量的加速度數(shù)據(jù)是可用的，因此簡(jiǎn)化了數(shù)字同步的數(shù)據(jù)使用設(shè)備的系統(tǒng)。LIS302DL也可以配置為產(chǎn)生慣性喚醒和自由落體根據(jù)已編程加速事件沿啟用軸發(fā)出中斷信號(hào)。自由落體和喚醒可以同時(shí)在兩個(gè)不同的引腳。

工廠校準(zhǔn)

IC接口的靈敏度（So）和零點(diǎn)電平（Off）在工廠進(jìn)行了校準(zhǔn)。微調(diào)值由非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)在設(shè)備內(nèi)部。任何時(shí)候裝置開(kāi)啟后，微調(diào)參數(shù)被下載到寄存器中使用在正常操作期間。這允許用戶無(wú)需進(jìn)一步使用設(shè)備校準(zhǔn)。

應(yīng)用程序提示

圖5。LIS302DL電氣連接

設(shè)備核心通過(guò)Vdd線供電，而I/O焊盤(pán)通過(guò)Vdd連接線。電源去耦電容器（100 nF陶瓷，10μF Al）應(yīng)盡可能靠近裝置的引腳6（一般設(shè)計(jì)慣例）。所有電壓和接地電源必須同時(shí)存在，以便IC的行為（參考圖5）。可以移除Vdd并保持Vdd_IO在不阻塞通信總線的情況下，測(cè)量鏈斷電。裝置的功能和測(cè)量的加速度數(shù)據(jù)是可選的，并且可通過(guò)I2C/SPI訪問(wèn)接口。什么時(shí)候使用I2C，CS必須綁得很高。兩個(gè)中斷引腳（INT 1和INT 2）的功能、閾值和定時(shí)可以是完全由用戶通過(guò)I2C/SPI接口編程。

數(shù)字接口

嵌入在LIS302DL中的寄存器可以通過(guò)I2C和SPI串行接口。后者可以被SW配置為在3線或4線中操作接口模式。串行接口映射到相同的焊盤(pán)上。選擇/利用I2C接口，CS線路必須綁高（即連接到Vdd U IO）。

I2C串行接口

LIS302DL I2C是總線從機(jī)。使用I2C將數(shù)據(jù)寫(xiě)入寄存器其內(nèi)容也可以讀回。下表給出了相關(guān)的I2C術(shù)語(yǔ)。

有兩個(gè)與I2C總線相關(guān)的信號(hào)：串行時(shí)鐘線（SCL）和串行數(shù)據(jù)線（SDA）。后者是用于發(fā)送和接收接口的數(shù)據(jù)。兩條線路都通過(guò)上拉電阻器連接到Vdd_IO嵌入到LIS302DL中。公共汽車(chē)空閑時(shí)，兩條線路都很高。I2C接口符合快速模式（400 kHz）I2C標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)模式。

I2C操作

總線上的事務(wù)通過(guò)啟動(dòng)（ST）信號(hào)啟動(dòng)。啟動(dòng)條件是定義為當(dāng)SCL線保持在高電平時(shí)數(shù)據(jù)線上的高到低轉(zhuǎn)換。之后這已經(jīng)被主控傳輸，總線被認(rèn)為是繁忙的。數(shù)據(jù)的下一個(gè)字節(jié)在啟動(dòng)條件后傳輸，在前7位中包含從機(jī)的地址，并且第八位告訴主機(jī)是從機(jī)接收數(shù)據(jù)還是向其發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)地址被發(fā)送時(shí)，系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備會(huì)比較前7位在一個(gè)起始條件及其地址之后。如果它們匹配，則設(shè)備認(rèn)為自己已尋址。與LIS302DL關(guān)聯(lián)的從屬地址（SAD）為001110xb。可以使用SDO pad修改設(shè)備地址的低有效位。如果SDO pad連接到電壓電源LSb為'1'（地址0011101b），否則如果SDO pad連接到地面，LSb值為“0”（地址0011100b）。這個(gè)解決方案允許連接和處理兩個(gè)不同的加速度計(jì)連接到相同的I2C線路。必須有確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸。發(fā)射器必須釋放SDA線路在確認(rèn)脈沖期間。然后接收器必須將數(shù)據(jù)線拉低，以便在應(yīng)答時(shí)鐘脈沖的高周期內(nèi)保持穩(wěn)定的低電平。一個(gè)接收器必須在數(shù)據(jù)的每個(gè)字節(jié)已收到。嵌入在LIS302DL中的I2C的行為類(lèi)似于從設(shè)備必須遵守協(xié)議。在啟動(dòng)條件（ST）之后，發(fā)送一個(gè)salve地址，一次從機(jī)確認(rèn)（SAK）已返回，將傳輸一個(gè)8位子地址：7LSb表示實(shí)際寄存器地址，而MSB啟用地址自動(dòng)遞增。如果子字段的MSb為1，則SUB（寄存器地址）將自動(dòng)遞增允許多個(gè)數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)。從機(jī)地址由一個(gè)讀/寫(xiě)位完成。如果位是“1”（讀取），則重復(fù)啟動(dòng)（SR）條件必須在兩個(gè)子地址字節(jié)之后發(fā)出；如果位為“0”（寫(xiě)入）主機(jī)將在方向不變的情況下發(fā)送給從設(shè)備。表10解釋SAD+讀/寫(xiě)位模式組成，列出了所有可能的配置。

數(shù)據(jù)以字節(jié)格式（Data）傳輸。每次數(shù)據(jù)傳輸包含8位。號(hào)碼每次傳輸傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是無(wú)限的。數(shù)據(jù)以最高有效位傳輸（MSb）第一個(gè)。如果接收器在執(zhí)行之前不能接收另一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)其他一些功能，它可以保持時(shí)鐘線，SCL低，迫使發(fā)射機(jī)進(jìn)入等待國(guó)家。只有當(dāng)接收器準(zhǔn)備好接收另一個(gè)字節(jié)并釋放時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸才會(huì)繼續(xù)數(shù)據(jù)線。如果從機(jī)接收器沒(méi)有確認(rèn)從機(jī)地址（即它不能接收，因?yàn)樗趫?zhí)行一些實(shí)時(shí)功能）數(shù)據(jù)線必須保持在高位。然后主機(jī)可以中止傳輸。SDA線上的一個(gè)從低到高的轉(zhuǎn)變SCL線高時(shí)被定義為停止條件。每次數(shù)據(jù)傳輸必須由于生成停止（SP）條件而終止。為了讀取多個(gè)字節(jié)，有必要斷言子地址字段的最高有效位。換句話說(shuō)，SUB（7）必須等于1，而SUB（6-0）表示要讀取的第一個(gè)寄存器的地址。在所提供的通信格式中，MAK是主確認(rèn)，NMAK是No主確認(rèn)。

SPI總線接口

LIS302DL SPI是總線從機(jī)。SPI允許寫(xiě)入和讀取設(shè)備。串行接口通過(guò)4線與外界交互：CS、SPC、SDI和SDO。

CS是串行端口啟用，由SPI主機(jī)控制。一開(kāi)始就很低傳輸并在最后返回高位。SPC是串行端口時(shí)鐘由SPI主機(jī)控制。當(dāng)CS高（無(wú)傳輸）時(shí)，停止高電平。SDI和SDO分別是串口數(shù)據(jù)的輸入和輸出。這些線是在SPC的下降沿，應(yīng)在SPC的上升沿捕獲。讀寄存器和寫(xiě)寄存器命令在16個(gè)時(shí)鐘脈沖或在多字節(jié)讀/寫(xiě)的情況下為8的倍數(shù)。位持續(xù)時(shí)間是兩次下降之間的時(shí)間SPC的邊緣。第一位（位0）從下降沿之后SPC的第一個(gè)下降沿開(kāi)始當(dāng)最后一位（位15，位23，…）在SPC的最后下降沿開(kāi)始時(shí)CS的上升沿。位0:RW位。0時(shí)，數(shù)據(jù)DI（7:0）寫(xiě)入設(shè)備。當(dāng)為1時(shí)，數(shù)據(jù)為（7:0）從設(shè)備讀取。在后一種情況下，芯片將在第8位開(kāi)始時(shí)驅(qū)動(dòng)SDO。

位1:MS位。當(dāng)0時(shí)，地址將在多個(gè)讀/寫(xiě)命令中保持不變。當(dāng)為1時(shí)，地址將在多個(gè)讀/寫(xiě)命令中自動(dòng)遞增。

位2-7：地址AD（5:0）。這是索引寄存器的地址字段。

位8-15：數(shù)據(jù)DI（7:0）（寫(xiě)入模式）。這是將寫(xiě)入設(shè)備（MSb）的數(shù)據(jù)第一）。

位8-16：數(shù)據(jù)DO（7:0）（讀取模式）。這是將從設(shè)備（MSb）讀取的數(shù)據(jù)第一）。

在多個(gè)讀/寫(xiě)命令中，還將添加8個(gè)時(shí)鐘周期的塊。當(dāng)MS位為0用于讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)的地址對(duì)于每個(gè)塊都保持相同。當(dāng)MS位是1用于讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)的地址在每個(gè)塊遞增。SDI和SDO的功能和行為保持不變。

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