手機(jī)中的主要傳感器詳細(xì)版

1、第六章 手機(jī)中的傳感器第一節(jié) 手機(jī)中的磁控傳感器一、手機(jī)中的干簧管傳感器二、手機(jī)中的霍爾傳感器 第二節(jié) 手機(jī)中的光線(xiàn)傳感器一、光敏三極管的外形及符號(hào)二、光敏三極管的工作原理三、光敏三極管在手機(jī)中的應(yīng)用四、手機(jī)光線(xiàn)傳感器電路詳解 第三節(jié) 手機(jī)中的觸摸傳感器 一、電阻式觸摸屏 二、電容式觸摸屏 第四節(jié) 手機(jī)中的攝像頭 一、手機(jī)攝像頭的工作原理 二、手機(jī)攝像頭的結(jié)構(gòu)三、圖像傳感器四、手機(jī)攝像頭電路詳解 第五節(jié) 手機(jī)中的電子指南針 一、電子指南針工作原理 二、電子指南針電路 第六節(jié) 手機(jī)中的三軸陀螺儀 一、三軸陀螺儀工作原理 二、三軸陀螺儀的應(yīng)用 三、 iphone 手機(jī)中的三軸陀螺儀 手機(jī)中的重力傳

2、感器補(bǔ)充：重力傳感器 距離傳感器 溫度傳感器本章導(dǎo)讀隨著技術(shù)的進(jìn)步， 手機(jī)已經(jīng)不再是一個(gè)簡(jiǎn)單的通信工具， 而是具有綜合功能 的便攜式的電子設(shè)備。你可以用手機(jī)聽(tīng)音樂(lè)，看電影，拍照等。手機(jī)變得無(wú)所不 能。在這種情況下，各種傳感器在手機(jī)中的應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生。本章主要介紹了幾種典型的傳感器及其在手機(jī)中的應(yīng)用， 如磁控傳感器、 光 線(xiàn)傳感器、觸摸傳感器（觸摸屏的典型應(yīng)用）、圖像傳感器（手機(jī)攝像頭的應(yīng)用）、 磁阻傳感器（電子指南針）、加速傳感器（iphone4的三軸陀螺儀）等。這些傳感 器的應(yīng)用為智能手機(jī)增加感知能力， 使手機(jī)能夠知道自己做什么， 甚至做什么的 動(dòng)作。知識(shí)目標(biāo)1、了解各種傳感器的工作原理；2、

3、掌握各種傳感器功能的熟練使用；3、了解傳感器電路的功能、特點(diǎn)；4、能夠識(shí)別手機(jī)中使用的各種傳感器電路。技能目標(biāo)1、能簡(jiǎn)單判斷各傳感器電路的故障；2、了解傳感器的特性及性能；3、能夠識(shí)別傳感器實(shí)物并排除簡(jiǎn)單故障。第一節(jié)手機(jī)中的磁控傳感器在手機(jī)中磁控傳感器主要包括干簧管和霍爾元件，干簧管和霍爾元件都是通 過(guò)磁信號(hào)來(lái)控制線(xiàn)路通斷的傳感器， 主要用在翻蓋、滑蓋手機(jī)的控制電路中。由 于干簧管易碎等原因，現(xiàn)在手機(jī)中很少見(jiàn)到干簧管傳感器了， 使用最多的是霍爾 傳感器（也叫霍爾元件）。一、手機(jī)中的干簧管傳感器由于干簧管傳感器主要應(yīng)用于老式的手機(jī)中，在新型手機(jī)中已經(jīng)很少采用了，所以只對(duì)干簧管傳感器進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

4、1、干簧管傳感器的外形特征干簧管傳感器就是一個(gè)密閉的玻璃管內(nèi)有兩個(gè)簧片，干簧管傳感器分為常開(kāi)型和常閉型，下圖是干簧管傳感器的常見(jiàn)外形。兩個(gè)引線(xiàn)的干簧管三個(gè)引線(xiàn)的干簧干簧管傳感器的常見(jiàn)外形2、干簧管傳感器的工作原理干簧管傳感器是利用磁場(chǎng)信號(hào)來(lái)控制的一種線(xiàn)路開(kāi)關(guān)器件。干簧管傳感器又 被稱(chēng)為磁控管傳感器。干簧管傳感器的外殼一般是一根密封的玻璃管，在玻璃管 中裝有兩個(gè)鐵質(zhì)的彈性簧片電極，玻璃管中充有某種惰性氣體。平時(shí)玻璃管中的 兩個(gè)簧片是分開(kāi)的，當(dāng)有磁性物質(zhì)靠近玻璃管時(shí)，在磁場(chǎng)磁力線(xiàn)的作用下，管內(nèi) 的兩個(gè)簧片被磁化而互相吸引接觸，使兩個(gè)引腳所接的電路連通。外磁場(chǎng)消失后， 兩個(gè)簧片由本身的彈性而分開(kāi)，線(xiàn)

5、路就斷開(kāi)。干簧管傳感器的工作原理如圖所示在實(shí)際運(yùn)用中，通常使用磁鐵采控制這兩根金屬片的接通與否，所以，又稱(chēng)其為磁控管傳感器。磁控管傳感器在手機(jī)中常常被用于翻蓋手機(jī)、折疊式手機(jī)電 路中，特別是早期的摩托羅拉、愛(ài)立信、三星手機(jī)使用最多。通過(guò)翻蓋的動(dòng)作， 使翻蓋上磁鐵控制磁控管傳感器閉合或斷開(kāi)，從而掛斷電話(huà)或接聽(tīng)電話(huà)等。在采用干簧管傳感器結(jié)構(gòu)的手機(jī)中， 除有一個(gè)干簧管傳感器外，還有有一個(gè) 輔助磁鐵，手機(jī)在通話(huà)時(shí)，磁鐵應(yīng)遠(yuǎn)離干簧管傳感器，故這類(lèi)手機(jī)有個(gè)共同的特 點(diǎn)，就是磁鐵在翻蓋上（翻蓋式手機(jī)）或聽(tīng)筒旁（折疊式手機(jī)）。如果手機(jī)既不是折 疊式，又不是翻蓋式，則不需采用干簧管傳感器。3、干簧管傳感器的故障

6、特征干簧管傳感器本身是一種玻璃管，而玻璃易碎，所以干簧管傳感器很容易損 壞，特別是摔過(guò)的手機(jī)尤其如此，因此，目前一些新式的折疊式和翻蓋式手機(jī)已 不再采用干簧管傳感器，而采用了原理與干簧管傳感器類(lèi)似的霍爾傳感器。當(dāng)干簧管傳感器損壞時(shí)，手機(jī)會(huì)出現(xiàn)一些很復(fù)雜的故障，如部分或全部按鍵 失靈、開(kāi)機(jī)困難、不顯示等。因此，在檢修手機(jī)開(kāi)機(jī)困難、按鍵失靈、不顯示等 故障時(shí)，不可忘記對(duì)干簧管傳感器的檢查。二、手機(jī)中的霍爾傳感器霍爾傳感器一個(gè)使用非常廣泛的電子器件，在錄像機(jī)、電動(dòng)車(chē)、汽車(chē)、電腦 散熱風(fēng)扇中都有應(yīng)用。在手機(jī)中主要應(yīng)用在翻蓋或滑蓋的控制電路中， 通過(guò)翻蓋或滑蓋的動(dòng)作來(lái)控 制掛掉電話(huà)或接聽(tīng)電話(huà)、鎖定鍵盤(pán)及

7、解除鍵盤(pán)鎖等。1霍爾傳感器的外形特征o電制接地舉出000000霍爾傳感器的作用與干簧管傳感器一樣，工作原理非常相似的，都是在磁場(chǎng)作用下直接產(chǎn)生通與斷的動(dòng)作?；魻杺鞲衅魇且环N電子元件，其外型封裝很似三極管，但看起來(lái)比三極管更胖一些手機(jī)中霍爾傳感器的外形如圖所示。 在手機(jī)中，霍爾傳感器的封裝有3個(gè)引腳的，也有4個(gè)引腳的。手機(jī)中霍爾傳感器的外形2、霍爾效應(yīng)所謂霍爾效應(yīng)，是指磁場(chǎng)作用于載流金屬導(dǎo)體、 半導(dǎo)體中的載流子時(shí)，產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象金屬的霍爾效應(yīng)是1879年被美國(guó)物理學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流通過(guò)金屬箔片時(shí)，若在垂直于電流的方向施加磁場(chǎng)，則金屬箔片兩側(cè)面會(huì)出現(xiàn)橫向電位差半導(dǎo)體中的霍爾效應(yīng)比金屬

8、箔片中更為明顯， 而鐵磁金屬在居里溫度以下將呈現(xiàn)極強(qiáng)的霍爾效應(yīng)。利用霍爾效應(yīng)可以設(shè)計(jì)制成多種傳感器由于通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)嬖诖艌?chǎng)，其大小與導(dǎo)線(xiàn)中的電流成正比，故可以利用霍爾元件測(cè)量出磁場(chǎng)，就可確定導(dǎo)線(xiàn)電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸， 不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感如果把霍爾傳感器集成的開(kāi)關(guān)按預(yù)定位置有規(guī)律地布置在物體上，當(dāng)裝在運(yùn)動(dòng)物體上的永磁體經(jīng)過(guò)它時(shí)，可以從測(cè)量電路上測(cè)得脈沖信號(hào)。 根據(jù)脈沖信號(hào)列可以傳感出該運(yùn)動(dòng)物體的位移。 若測(cè)出單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)，則可以確定其運(yùn)動(dòng)速度3、霍爾傳感器利用霍爾效應(yīng)做成的半導(dǎo)體元件就

9、是霍爾元件（霍爾傳感器）霍爾傳感器可用多種半導(dǎo)體材料制作，女口 ge、si、in sb、gaas、in as、in asp以及多層半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子阱材料等等。令電霍爾傳感器具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安 裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá) 1mhz ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽 霧等的污染或腐蝕。相對(duì)于干簧管傳感器來(lái)說(shuō)，霍爾傳感器壽命較長(zhǎng)，不易損壞。且對(duì)振動(dòng)，加 速度不敏感。作用時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)間較快，一般為0.12ms,較干簧管傳感器的13ms 快得多。4、霍爾傳感器分類(lèi) 霍爾傳感器分為線(xiàn)性型霍爾傳感器件和開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器兩種。（1）線(xiàn)性霍爾傳感器線(xiàn)性型霍爾傳感器由霍爾

10、元件、 線(xiàn)性放大器和射極跟隨器組成， 它輸出模擬 量。（2）開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、 霍爾元件、 差分放大器， 斯密特觸發(fā)器和輸出 級(jí)組成，它輸出數(shù)字量。手機(jī)中使用的霍爾傳感器是微功耗開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器。5、手機(jī)霍爾傳感器電路詳解下圖是 nokia n73 滑蓋手機(jī)的霍爾傳感器電路，當(dāng)磁場(chǎng)作用于霍爾元件時(shí) 產(chǎn)生一微小的電壓， 經(jīng)放大器放大及施密特電路后使三極管導(dǎo)通輸出低電平； 當(dāng) 無(wú)磁場(chǎng)作用時(shí)三極管截止，輸出為高電平。在滑蓋手機(jī)中， 霍爾傳感器件在上蓋對(duì)應(yīng)的方向有一個(gè)磁鐵， 用磁鐵來(lái)控制 霍爾傳感器傳感信號(hào)的輸出， 當(dāng)合上滑蓋的時(shí)候， 霍爾傳感器輸出低電平做為中 斷信號(hào)到cpu

11、,強(qiáng)制手機(jī)退出正在運(yùn)行的程序（例如正在通話(huà)的電話(huà)），并且鎖 定鍵盤(pán)、關(guān)閉 lcd 背景燈，當(dāng)打開(kāi)滑蓋的時(shí)候，霍爾傳感器輸出1.8v 高電平，手機(jī)解鎖、背景燈發(fā)光、接通正在打入的電話(huà)。在翻蓋或滑蓋手機(jī)中霍爾傳感器也比較容易找， 它的位置一般在磁鐵對(duì)應(yīng)的 主板的正面或反面， 只要找到磁鐵就一定能找到霍爾傳感器。 直板手機(jī)中沒(méi)有這 個(gè)電路。傳感信號(hào)輸人nokia n73滑蓋手機(jī)的霍爾傳感器電路第二節(jié) 手機(jī)中的光線(xiàn)傳感器從2002年，nokia 7650手機(jī)開(kāi)始使用光線(xiàn)傳感器，到最新款的iphone手 機(jī)中使用光線(xiàn)傳感器。光線(xiàn)傳感器在手機(jī)中的使用給人們?cè)黾恿烁嗟谋憷Ｔ谑謾C(jī)中使用的光線(xiàn)傳感器件一般是

12、光敏三極管，也叫光電三極管，光敏三極管有電流放大作用，所以比光敏電阻和光敏二極管應(yīng)用更廣泛。一、光敏三極管的外形及符號(hào)光敏三極管有2個(gè)pn結(jié)，其基本原理與光敏二極管相同，但是它把光信號(hào) 變成電信號(hào)的同時(shí)，還放大了信號(hào)電流，因此具有更高的靈敏度，一般光敏三極 管的基極已在管內(nèi)連接，只有 c和e兩根引線(xiàn)引出（也有將基極引出的）。在使用光敏三極管時(shí)，不能從外形來(lái)區(qū)分是光敏二極管還是光敏三極管，只能從型號(hào)來(lái)進(jìn)行區(qū)分。光敏三極管的外形及符號(hào)如圖所示，一般只有兩個(gè)引腳引出，樣子非常像普 通的發(fā)光二極管。手機(jī)中的光敏三極管及符號(hào)二、光敏三極管的工作原理光敏三極管與普通半導(dǎo)體三極管一樣，是采用半導(dǎo)體制作工藝制

13、成的具有 npn或pnp結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管。它在結(jié)構(gòu)上與半導(dǎo)體三極管相似，它的引出電極 通常只有兩個(gè)，也有三個(gè)的。光敏三極管的結(jié)構(gòu)如圖所示。為適應(yīng)光電轉(zhuǎn)換的要求，它的基區(qū)面積做得較 大，發(fā)射區(qū)面積做得較小，入射光主要被基區(qū)吸收。和光敏二極管一樣，管子的 芯片被裝在帶有玻璃透鏡金屬管殼內(nèi)，當(dāng)光照射時(shí)，光線(xiàn)通過(guò)透鏡集中照射在芯片上入則地嵐佃 i握射恫1 光敏三極管的芯片結(jié)構(gòu)示意圖將光敏三極管接在圖所示的電路中，光敏三極管的集電極接正電位，其發(fā)射極接負(fù)電位。當(dāng)無(wú)光照射時(shí)，流過(guò)光敏三極管的電流，就是正常情況下光敏三極 管集電極與發(fā)射極之間的穿透電流iceo它也是光敏三極管的暗電流，其大小為：iceo =（

14、1 + hfe） i （式中：icbo-集電極與基極間的飽和電流；hfe -共發(fā)射極直流放大系數(shù)）。光敏三極管等效電路圖當(dāng)有光照射在基區(qū)時(shí)，激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)增加了少數(shù)載流子的濃度， 使集電結(jié)反向飽和電流大大增加， 這就是光敏三極管集電結(jié)的光生電流。 該電流 注入發(fā)射結(jié)進(jìn)行放大，成為光敏三極管集電極與發(fā)射極間電流， 它就是光敏三極 管的光電流。可以看出，光敏三極管利用普通半導(dǎo)體三極管的放大作用，將光敏二極管的光電流放大了（ i + hfe） 倍。所以，光敏三極管比光敏二極管具有更 高的靈敏度。三、光敏三極管在手機(jī)中的應(yīng)用光敏三極管在手機(jī)上應(yīng)用主要是根據(jù)環(huán)境光線(xiàn)明暗來(lái)判斷用戶(hù)的使用條件， 從

15、而對(duì)手機(jī)進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能和方便用戶(hù)使用的目的。黑暗環(huán)境下自動(dòng)降低背光亮度， 以免背光太亮刺眼。 太陽(yáng)下自動(dòng)增加屏幕亮 度，使顯示更清楚。手機(jī)移動(dòng)到耳邊打電話(huà)時(shí)， 自動(dòng)關(guān)閉屏幕和背光， 可以延長(zhǎng)手機(jī)的續(xù)航時(shí)間， 同時(shí)關(guān)閉觸屏，又可以達(dá)到防止打電話(huà)過(guò)程中誤觸屏幕掛斷電話(huà)的誤操作。甚至還有手機(jī)設(shè)計(jì)成利用光線(xiàn)亮度控制鈴聲音量的功能， 即通過(guò)外界光線(xiàn)的 強(qiáng)弱，來(lái)控制鈴聲的大小，如手機(jī)裝在衣服口袋或是皮包里時(shí)，就大聲振鈴，而 取出時(shí)，環(huán)境光線(xiàn)改變了，振鈴就隨著減小，這個(gè)功能很有意思，一方面可以避 免鈴聲過(guò)小誤接電話(huà)， 一方面又可以適應(yīng)環(huán)境的需要， 避免影響他人， 同時(shí)還能 節(jié)省電量。以 nokian

16、73 手機(jī)為例，光敏三極管位于前攝像頭旁邊，如果在光線(xiàn)充足的 情況下（室外或者是燈光充足的室內(nèi)） ，大概在 2-3 秒之后， 鍵盤(pán)燈會(huì)自動(dòng)熄滅， 即使你再操作手機(jī)， 鍵盤(pán)燈也不會(huì)亮， 除非到了光線(xiàn)比較暗的地方， 鍵盤(pán)燈才會(huì) 自動(dòng)的亮起來(lái)；如果在光線(xiàn)充足的情況下，你試著用手將光線(xiàn)感應(yīng)器遮上 2-3 秒之后，鍵盤(pán)燈會(huì)自動(dòng)亮起來(lái)，這個(gè)就是光線(xiàn)感應(yīng)器的作用。四、手機(jī)光線(xiàn)傳感器電路詳解nokia n73 手機(jī)的光線(xiàn)傳感器電路如圖所示，光敏三極管 v6501 將感應(yīng)到 的光線(xiàn)變成電信號(hào)送到電源管理 /音頻 ic 中的檢測(cè)電路中，然后輸出控制信號(hào)， 控制 lcd 背光燈，使之能夠隨環(huán)境光線(xiàn)的強(qiáng)弱變換亮度，以

17、達(dá)到節(jié)省電量滿(mǎn)足 視覺(jué)需要的目的。nokia n73手機(jī)的光線(xiàn)傳感器電路第三節(jié)手機(jī)中的觸摸傳感器在手機(jī)中使用的觸摸傳感器(touch sensor)就是平時(shí)我們俗稱(chēng)的觸摸屏(touch pan el),又稱(chēng)為觸控面板，觸摸傳感器的使用使人機(jī)交互更加方便和直 觀(guān)，增加了人機(jī)交流的樂(lè)趣。觸摸傳感器的使用減少了手機(jī)菜單按鍵，操作更加簡(jiǎn)單、便捷。在手機(jī)中使用的觸摸傳感器分為兩類(lèi)， 第一類(lèi)是電阻式觸摸傳感器，其代表 就是國(guó)產(chǎn)大部分手機(jī)采用；第二類(lèi)是電容式觸摸傳感器，其代表就是 iphone手 機(jī)等采用。一、電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)(x,y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表x坐標(biāo)和y

18、坐標(biāo)的電壓。很多l(xiāng)cd莫塊都采用了電阻式觸摸屏，這種屏幕可以用四線(xiàn)、五線(xiàn)、七線(xiàn)或 八線(xiàn)來(lái)產(chǎn)生屏幕偏置電壓，同時(shí)讀回觸摸點(diǎn)的電壓。電阻式觸摸屏基本上是薄膜加上玻璃的結(jié)構(gòu)，薄膜和玻璃相鄰的一面上均涂 有ito(納米銦錫金屬氧化物)涂層，ito具有很好的導(dǎo)電性和透明性。當(dāng)觸摸操 作時(shí)，薄膜下層的ito會(huì)接觸到玻璃上層的ito,經(jīng)由感應(yīng)器傳出相應(yīng)的電信號(hào)， 經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換電路送到處理器，通過(guò)運(yùn)算轉(zhuǎn)化為屏幕上的x、丫值，而完成點(diǎn)選的動(dòng)作，并呈現(xiàn)在屏幕上。1、電阻式觸摸屏的工作原理觸摸屏包含上下疊合的兩個(gè)透明層，四線(xiàn)和八線(xiàn)觸摸屏由兩層具有相同表面 電阻的透明阻性材料組成，五線(xiàn)和七線(xiàn)觸摸屏由一個(gè)阻性層和一個(gè)導(dǎo)電層

19、組成, 通常還要用一種彈性材料來(lái)將兩層隔開(kāi)。觸摸屏的結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)觸摸屏表面受到的壓力（如通過(guò)筆尖或手指進(jìn)行按壓）足夠大時(shí)，頂層與底層之間會(huì)產(chǎn)生接觸。所有的電阻式觸摸屏都采用分壓器原理來(lái)產(chǎn)生代表x坐標(biāo)和y坐標(biāo)的電壓。如圖3,分壓器是通過(guò)將兩個(gè)電阻進(jìn)行串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。上面的 電阻（r1）連接正參考電壓（vref），下面的電阻（r2）接地。兩個(gè)電阻連接點(diǎn)處的電 壓測(cè)量值與下面那個(gè)電阻的阻值成正比。*n:觸摸屏的分壓原理為了在電阻式觸摸屏上的特定方向測(cè)量一個(gè)坐標(biāo)，需要對(duì)一個(gè)阻性層進(jìn)行偏 置：將它的一邊接 vref，另一邊接地。同時(shí)，將未偏置的那一層連接到一個(gè) adc的高阻抗輸入端。當(dāng)觸摸屏上的壓力足

20、夠大，使兩層之間發(fā)生接觸時(shí)，電阻性表面被分隔為兩個(gè)電阻。它們的阻值與觸摸點(diǎn)到偏置邊緣的距離成正比。 觸摸點(diǎn)與接地邊之間的電阻相當(dāng)于分壓器中下面的那個(gè)電阻。因此，在未偏置層上測(cè)得的電壓與觸摸點(diǎn)到接地邊之間的距離成正比。2、四線(xiàn)電阻式觸摸屏在手機(jī)中使用電阻式觸摸屏幾乎全部都是四線(xiàn)觸摸屏。四線(xiàn)觸摸屏包含兩個(gè)阻性層。其中一層在屏幕的左右邊緣各有一條垂直總線(xiàn)，另一層在屏幕的底部和頂部各有一條水平總線(xiàn)，如圖所示。四線(xiàn)電阻式觸摸屏工作原理在觸摸屏幕后，起到電壓計(jì)作用的觸摸管理芯片首先在x+點(diǎn)上施加電壓梯度vdd，在x-點(diǎn)上施加接地電壓gnd。然后，檢測(cè)丫軸電阻上的模擬電壓， 并把模擬電壓轉(zhuǎn)化成數(shù)值，用模數(shù)轉(zhuǎn)

21、換器計(jì)算x坐標(biāo)。在這種情況下，丫-軸變成感應(yīng)線(xiàn)。同樣地，在丫+和丫-點(diǎn)分施加電壓梯度，可以測(cè)量 丫軸坐標(biāo)。3、電阻式觸摸屏的外觀(guān)及結(jié)構(gòu)電阻式觸摸屏是覆蓋在lcd上面一層玻璃結(jié)構(gòu)的透明的材料，它與lcd是 可以分離的，可以單獨(dú)進(jìn)行更換，有些手機(jī)的觸摸屏和 lcd做在一起，如果觸 摸屏損壞的時(shí)候只能一起更換。部分手機(jī)會(huì)在觸摸屏上面加一個(gè)屏幕面板，用來(lái)保護(hù)觸摸屏和lcd。觸摸屏的外形結(jié)構(gòu)如圖所示。電阻式觸摸屏外形結(jié)構(gòu)4、電阻式觸摸屏電路詳解下圖是是一款手機(jī)的電阻式觸摸屏電路， 電路由觸摸檢測(cè)部件、觸摸屏控制 芯片、cpu組成，觸摸屏安裝在lcd的前面，用戶(hù)檢測(cè)用戶(hù)的觸摸位置，當(dāng)手 指觸摸圖標(biāo)或菜單位

22、置時(shí)，觸摸屏將檢測(cè)的信息送入觸摸屏控制芯片， 觸摸屏控 制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)， 再送給cpu，它同時(shí)能接收cpu發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。觸摸 屏及 觸摸 屏接 口'-'cd觸摸屏控制芯片將檢測(cè)信息 送入cpu,并 執(zhí)行。c f7:-a9t昭t呢t0f?.c£'2；u：vce wlc up+vccp耘ut fem 駅。x*y+x-lovtld¥-vrefno1 xz z oo« 2 >咼51 二tp_dout 已nt匸tftfemrq手機(jī)的電阻式觸摸屏電路、電容式觸摸屏電容式觸摸屏是在玻璃表

23、面貼上一層透明的特殊金屬導(dǎo)電物質(zhì)。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，觸點(diǎn)的電容就會(huì)發(fā)生變化，使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化， 通過(guò)測(cè)量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。1、電容式觸摸屏工作原理電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極， 在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓 交流電場(chǎng)。在觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場(chǎng)，手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容， 四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比， 位于 觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱， 準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。電容

24、觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器，更有效地防止外在環(huán)境因素對(duì)觸摸屏 造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置電容式觸摸屏工作原理2、電容式觸摸屏的特性電容式觸摸屏的感應(yīng)屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏， 玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂 有一層導(dǎo)電層，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層。當(dāng)我們用手指觸摸在感應(yīng)屏上 的時(shí)候，人體的電場(chǎng)讓手指和和觸摸屏表面形成一個(gè)耦合電容， 對(duì)于高頻電流來(lái) 說(shuō)，電容是直接導(dǎo)體， 于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。 這個(gè)電流分從觸 摸屏的四角上的電極中流出， 并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成 正比，控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得

25、出觸摸點(diǎn)的位置。相比傳統(tǒng)的電阻式觸摸屏，電容式觸摸屏的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：（1）操作新奇。電容式觸摸屏支持多點(diǎn)觸控，操作更加直觀(guān)、更具趣味性。 而電阻式觸摸屏只支持單點(diǎn)觸控。（2）不易誤觸。由于電容式觸摸屏需要感應(yīng)到人體的電流，只有人體才能 對(duì)其進(jìn)行操作，用其他物體觸碰時(shí)并不會(huì)有所相應(yīng)， 所以基本避免了誤觸的可能。（3）耐用度高。比起電阻式觸摸屏，電容式觸摸屏在防塵、防水、耐磨等 方面有更好的表現(xiàn)。作為目前正當(dāng)紅的觸摸屏技術(shù)， 電容式觸摸屏雖然具有界面華麗、 多點(diǎn)觸控、 只對(duì)人體感應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，但與此同時(shí)，它也有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：（1）精度不高。由于技術(shù)原因，電容式觸摸屏的精度比起電阻式觸摸屏還

26、有所欠缺。 而且只能使用手指進(jìn)行輸入， 在小屏幕上還很難實(shí)現(xiàn)辨識(shí)比較復(fù)雜的 手寫(xiě)輸入。（2）易受環(huán)境影響。溫度和濕度等環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，也會(huì)引起電容式 觸摸屏的不穩(wěn)定甚至漂移。 例如用戶(hù)在使用的同時(shí)將身體靠近屏幕就可能引起漂 移，甚至在擁擠的人群中操作也會(huì)引起漂移。 這主要是由于電容式觸摸屏技術(shù)的 工作原理所致， 雖然用戶(hù)的手指距離屏幕更近， 但屏幕附近還有很多體積遠(yuǎn)大于 手指的電場(chǎng)同時(shí)作用，這樣就會(huì)影響到觸摸位置的判斷。（3）成本偏高。 此外，當(dāng)前電容式觸控屏在觸控板貼附到 lcd 面板的步驟 中還存在一定的技術(shù)困難，所以無(wú)形中也增加了電容式觸控屏的成本。3、電容式觸摸屏外觀(guān)結(jié)構(gòu)下圖是ip

27、hone手機(jī)的純平觸摸屏（touch lens,中文俗稱(chēng)有“鏡面式觸摸屏”、 “純屏觸摸屏”）的外觀(guān)， iphone 手機(jī)使用的電容式觸摸屏，屏幕面板和觸摸屏 合二為一,透光率高,使用壽命長(zhǎng),適合手機(jī)的超薄化設(shè)計(jì),加上可以多點(diǎn)觸摸 功能，深受iphone用戶(hù)的喜愛(ài)。ipho ne手機(jī)的電容式觸摸屏還有其他類(lèi)型的觸摸傳感器除了以上介紹的電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏, 觸摸屏，在此不再累述第四節(jié)手機(jī)中的攝像頭手機(jī)的攝像功能指的是手機(jī)是否可以通過(guò)內(nèi)置或是外接的攝像頭進(jìn)行拍攝 靜態(tài)圖片或短片拍攝，作為手機(jī)的一項(xiàng)新的附加功能，手機(jī)的攝像功能得到了迅 速的發(fā)展。手機(jī)的攝像功能離不開(kāi)攝像頭，攝像頭是組成數(shù)碼相

28、機(jī)功能的重要部件， 現(xiàn) 在使用的手機(jī)中，沒(méi)有攝像功能的可能寥寥無(wú)幾。一、手機(jī)攝像頭的工作原理1、主要原理景物通過(guò)鏡頭（lens）生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn) 為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)a/d （模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，再送到數(shù)字信號(hào)處 理芯片（dsp）中加工處理，再通過(guò) cpu進(jìn)行處理后，通過(guò)顯示屏（lcd）就 可以看到圖像了。lensa/d(cnos»w>10|斟烘|(lcd)1蹈display攝像頭工作流程圖2、攝像頭的分類(lèi)攝像頭分為數(shù)字?jǐn)z像頭和模擬攝像頭兩大類(lèi)數(shù)字?jǐn)z像頭可以直接捕捉影像，然后通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理芯片進(jìn)行處理后， 送 到cpu,通過(guò)顯示屏顯示出來(lái)。

29、現(xiàn)在手機(jī)上的攝像頭基本以數(shù)字?jǐn)z像頭為主。手機(jī)中的數(shù)字?jǐn)z像頭如圖所示。手機(jī)中的數(shù)字?jǐn)z像頭模擬攝像頭可以將視頻采集設(shè)備產(chǎn)生的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn) 而將其儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)里。模擬攝像頭捕捉到的視頻信號(hào)必須經(jīng)過(guò)特定的視頻捕捉 卡將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字模式，并加以壓縮后才可以轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)上運(yùn)用。二、手機(jī)攝像頭的結(jié)構(gòu)手機(jī)攝像頭的結(jié)構(gòu)如圖所示，一般由鏡頭、圖像傳感器、接口、數(shù)字信號(hào)處 理器、cpu、顯示屏等組成。1、鏡頭（lens）手機(jī)攝像頭鏡頭通常采用鋼化玻璃或 pmma有機(jī)玻璃，也叫亞克力），鏡頭 固定在圖像傳感器的上方，可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)鏡頭來(lái)改變聚焦，不過(guò)大部分手機(jī) 不能手動(dòng)調(diào)節(jié)聚焦，手機(jī)攝像頭鏡

30、頭在出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)調(diào)好固定。2、手機(jī)攝像頭的圖像 傳感器5、lcd 將 攝像頭捕 捉的圖像 顯示在屏 幕上。手機(jī)主板的fpc接口。3、手機(jī)攝像頭4、手機(jī)主板上的 dsp芯片 和cpu對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處1、手機(jī) 攝像頭 鏡頭。理。手機(jī)攝像頭的結(jié)構(gòu)2 、圖像傳感器（sensor）傳統(tǒng)相機(jī)使用“膠卷”作為其記錄信息的載體， 而數(shù)碼相機(jī)的“膠卷”就是 其成像感光器件，而且是與相機(jī)一體的，是數(shù)碼相機(jī)的心臟。圖像傳感器是數(shù)碼 相機(jī)的核心，也是最關(guān)鍵的技術(shù)。目前手機(jī)數(shù)碼相機(jī)的核心成像部件有兩種： 一 種是廣泛使用的ccd（電荷藕合）元件；另一種是 cmo（互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體） 器件。3、接口手機(jī)中內(nèi)置的攝像頭本身

31、是一個(gè)完整的組件， 一般采用排線(xiàn)、板對(duì)板連接器、 彈簧卡式連接方式與手機(jī)主板進(jìn)行連接，將圖像信號(hào)送到手機(jī)主板的數(shù)字信號(hào)處 理芯片中進(jìn)行處理。4、數(shù)字信號(hào)處理芯片（dsp數(shù)字信號(hào)處理芯片 dsp（ digital signal processing勺作用是，通過(guò)一 系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法運(yùn)算，對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理。數(shù)字信號(hào)處理芯片在手機(jī)主板上，將圖像進(jìn)行處理后，在cpu勺控制下送到 顯示屏，然后就能夠在顯示屏上到鏡頭捕捉的景物了。三、圖像傳感器圖像傳感器，是組成數(shù)字?jǐn)z像頭的重要組成部分。 根據(jù)元件的不同，可分為ccd （ charge coupled device ，電荷耦合元件）和cmo

32、s（ complementarymetal-oxide semiconductor,金屬氧化物半導(dǎo)體元件）兩大類(lèi)。1、ccdccd（charge coupled device,即“電荷耦合器件”，以百萬(wàn)像素為單位。數(shù) 碼相機(jī)規(guī)格中的多少百萬(wàn)像素， 指的就是 ccd 的分辨率。 ccd 是一種感光半導(dǎo) 體芯片，用于捕捉圖形，廣泛運(yùn)用于掃描儀、復(fù)印機(jī)以及無(wú)膠片相機(jī)等設(shè)備。與 膠卷的原理相似，光線(xiàn)穿過(guò)一個(gè)鏡頭，將圖形信息投射到 ccd 上。但與膠卷不 同的是， ccd 既沒(méi)有能力記錄圖形數(shù)據(jù)，也沒(méi)有能力永久保存下來(lái)，甚至不具 備“曝光”能力。所有圖形數(shù)據(jù)都會(huì)不停留地送入一個(gè)“模-數(shù)”轉(zhuǎn)換器，一個(gè)信號(hào)

33、處理器以及一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備 （比如內(nèi)存芯片或內(nèi)存卡 ）。 ccd 有各式各樣的尺寸 和形狀，最大的有2x2平方英寸。2、cmoscmos（complementary metal oxide semiconductor） ，即“互補(bǔ)金屬氧化物 半導(dǎo)體”。cmo傳感器便于大規(guī)模生產(chǎn)，且速度快，成本較低，是數(shù)碼相機(jī)關(guān)鍵 器件的發(fā)展方向之一?；パa(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體 cmo（scomplementary metal-oxide semiconductor） 和ccd一樣同為在數(shù)碼相機(jī)中可記錄光線(xiàn)變化的半導(dǎo)體。cmos勺制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒(méi)什么差別， 主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體， 使其 在c

34、mosh共存著帶n （帶-電） 和p （帶+電）級(jí)的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng) 所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。然而，cmos勺缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn)，這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使 cmo在處理快速變化的影像時(shí)，由于 電流變化過(guò)于頻繁而會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱的現(xiàn)象。四、手機(jī)攝像頭電路詳解下圖是 mtk 芯片組手機(jī)的攝像頭電路，當(dāng)手機(jī)進(jìn)入拍照或攝像狀態(tài)時(shí)，電 源會(huì)分別提供 2.8v 和 1.8v 供電電壓給攝像頭組件接口的 2腳和 19腳，同時(shí) cpu 送出復(fù)位信號(hào)到攝像頭組件接口的 4 腳使攝像頭復(fù)位， i2c 總線(xiàn)信號(hào)送到攝像 頭組件接口的 9 腳、10 腳，攝像頭的控制信號(hào)分別送到攝像頭組件接口的

35、3 腳、5腳、6腳、7腳、8 腳。此時(shí)攝像頭組件進(jìn)入工作狀態(tài)， 攝像頭捕捉的景物在圖像傳感器上轉(zhuǎn)化成電信號(hào)后，經(jīng)過(guò)攝像頭組件u500的11腳一18腳數(shù)據(jù)通信接口，送至cpu mt6225 內(nèi)部，在cpu內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)處理器中處理后， 送至lcd顯示出攝像頭捕捉的 景物。手機(jī)攝像頭接口ohciatatchelatec3mdat"£omd 丹 t%qwcatmcmjata4 xl-tcmpclkcmio.k手機(jī)的攝像 頭組件。qw5tgtd手機(jī)攝像頭模塊的2.8v供電電壓v- mr 瓦mtk芯片組手機(jī)的攝像頭電路第五節(jié) 手機(jī)中的電子指南針指南針是重要的導(dǎo)航工具，在很多領(lǐng)域都有廣

36、泛的應(yīng)用。電子指南針將替代 羅盤(pán)指南針，因?yàn)樗坎捎霉虘B(tài)元件，而且可以方便的和其他電子系統(tǒng)連接。 電子指南針系統(tǒng)中磁場(chǎng)傳感器的磁阻 （mr技術(shù)是最佳的解決方法，它比磁通量 閘門(mén)傳感器和霍爾元件都更先進(jìn)。一、電子指南針工作原理電子指南針（又稱(chēng)為電子羅盤(pán)）是一種重要的導(dǎo)航工具，能實(shí)時(shí)提供移動(dòng)物 體的航向和姿態(tài)。隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步和手機(jī)操作系統(tǒng)的發(fā)展， 集成了越來(lái)越 多傳感器的智能手機(jī)變得功能強(qiáng)大，很多手機(jī)上都實(shí)現(xiàn)了電子指南針的功能。而 基于電子指南針的應(yīng)用（如an droid的skymap）在各個(gè)軟件平臺(tái)上也流行起來(lái)。下圖是一款手機(jī)的電子指南針功能。m et v311：m pm手機(jī)的電子指南針

37、功能要實(shí)現(xiàn)電子指南針功能，需要一個(gè)檢測(cè)磁場(chǎng)的三軸磁力傳感器和一個(gè)三軸加 速度傳感器。隨著微機(jī)械工藝的成熟，意法半導(dǎo)體推出將三軸磁力計(jì)和三軸加速 計(jì)集成在一個(gè)封裝里的二合一傳感器模塊lsm303dlh，這是一款成本低、性能高的電子指南針模塊。1、地磁場(chǎng)和航向角的背景知識(shí)如圖1所示，地球的磁場(chǎng)象一個(gè)條形磁體一樣由磁南極指向磁北極。在磁極點(diǎn)處磁場(chǎng)和當(dāng)?shù)氐乃矫娲怪?，在赤道磁?chǎng)和當(dāng)?shù)氐乃矫嫫叫校?所以在北半球 磁場(chǎng)方向傾斜指向地面。用來(lái)衡量磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的單位是tesla或者gauss（仃esla=10000gauss。隨著地理位置的不同，通常地磁場(chǎng)的強(qiáng)度是0.4-0.6gauss需要注意的是，磁北

38、極和地理上的北極并不重合，通常他們之間有 11度 左右的夾角。地磁場(chǎng)分布圖地磁場(chǎng)是一個(gè)矢量，對(duì)于一個(gè)固定的地點(diǎn)來(lái)說(shuō)，這個(gè)矢量可以被分解為兩個(gè) 與當(dāng)?shù)厮矫嫫叫械姆至亢鸵粋€(gè)與當(dāng)?shù)厮矫娲怪钡姆至?。如果保持電子羅盤(pán)和當(dāng)?shù)氐乃矫嫫叫?，那么羅盤(pán)中磁力計(jì)的三個(gè)軸就和這三個(gè)分量對(duì)應(yīng)起來(lái)，如圖2所示。f z town*ti - a2imuth or地磁場(chǎng)矢量分解示意圖實(shí)際上對(duì)水平方向的兩個(gè)分量來(lái)說(shuō)， 他們的矢量和總是指向磁北的。電子指 南針中的航向角（azimuth）就是當(dāng)前方向和磁北的夾角。由于電子指南針保持 水平，只需要用磁力計(jì)水平方向兩軸（通常為x軸和丫軸）的檢測(cè)數(shù)據(jù)就可以計(jì)算出航向角。當(dāng)指南針?biāo)?/p>

39、旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，航向角在0° - 360°之間變化。2、磁力計(jì)工作原理在 lsm303dlh 中磁力計(jì)采用各向異性磁致電阻（ani sotropic magneto-resistanc©材料來(lái)檢測(cè)空間中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。這種具有晶體結(jié)構(gòu) 的合金材料對(duì)外界的磁場(chǎng)很敏感， 磁場(chǎng)的強(qiáng)弱變化會(huì)導(dǎo)致 amr自身電阻值發(fā)生 變化。在制造過(guò)程中，將一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)加在 amr上使其在某一方向上磁化，建立起 一個(gè)主磁域，與主磁域垂直的軸被稱(chēng)為該 amr的敏感軸，如圖3所示。為了使 測(cè)量結(jié)果以線(xiàn)性的方式變化，amr材料上的金屬導(dǎo)線(xiàn)呈45°角傾斜排列，電流 從這些導(dǎo)線(xiàn)上流過(guò)，如圖4所

40、示。由初始的強(qiáng)磁場(chǎng)在 amr材料上建立起來(lái)的主 磁域和電流的方向有45°的夾角。圖3 amr材料示意圖圖4 45°角排列的導(dǎo)線(xiàn)當(dāng)有外界磁場(chǎng)ha時(shí)，amr上主磁域方向就會(huì)發(fā)生變化而不再是初始的方 向了，那么磁場(chǎng)方向和電流的夾角b也會(huì)發(fā)生變化，如圖 5所示。對(duì)于amr材 料來(lái)說(shuō)，b角的變化會(huì)引起 amr自身阻值的變化，并且呈線(xiàn)性關(guān)系，如圖 6所 示。礎(chǔ)化方甸t/ 1磁比方向t/1i mst利用惠斯通電橋檢測(cè) amr阻值的變化，如圖7所示。r1/r2/r3/r4是初 始狀態(tài)相同的amr電阻，但是r1/r2和r3/r4具有相反的磁化特性。當(dāng)檢測(cè)到 外界磁場(chǎng)的時(shí)候，r1/r2阻值增加

41、？r;而r3/r4減少？r。這樣在沒(méi)有外界磁場(chǎng) 的情況下，電橋的輸出為零；而在有外界磁場(chǎng)時(shí)電橋的輸出為一個(gè)微小的電壓?v。圖7惠斯通電橋當(dāng)r仁r2=r3=r4=k外界磁場(chǎng)的作用下電阻變化為 ？r時(shí)，電橋輸出？v正 比于？r。這就是磁力計(jì)的工作原理。二、電子指南針電路下面以意法半導(dǎo)體的lsm303dlh模塊為例介紹電子指南針電路，一個(gè)傳 統(tǒng)的電子指南針系統(tǒng)至少需要一個(gè)三軸的磁力計(jì)以測(cè)量磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，一個(gè)三軸加速計(jì)以測(cè)量指南針傾角，通過(guò)信號(hào)條理和數(shù)據(jù)采集部分將三維空間中的重力分布和 磁場(chǎng)數(shù)據(jù)傳送給處理器。處理器通過(guò)磁場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算出方位角， 通過(guò)重力數(shù)據(jù)進(jìn)行 傾斜補(bǔ)償。這樣處理后輸出的方位角不受電子指南針

42、盤(pán)空間姿態(tài)的影響，如圖9所示。ax1環(huán)切伽11i2c圖9電子指南針結(jié)構(gòu)示意圖lsm303dlh將上述的加速計(jì)、磁力計(jì)、a/d轉(zhuǎn)化器及信號(hào)條理電路集成在 一起，仍然通過(guò)i2c總線(xiàn)和處理器通信。這樣只用一顆芯片就實(shí)現(xiàn)了 6軸的數(shù)據(jù) 檢測(cè)和輸出，減小了 pcb板的占用面積，降低了器件成本。lsm303dlh的應(yīng)用如圖10所示。它需要的周邊器件很少，連接也很簡(jiǎn)單， 磁力計(jì)和加速計(jì)各自有一條i2c總線(xiàn)和處理器通信。如果i/o接口電平為1.8v， vdd_dig_m、vddo_a 和 vdd_l2c_bus 均可接 1.8v 供電，vdd 使用 2.5v 以上供電即可；如果接口電平為2.6v,除了 vdd

43、_dig_m要求1.8v以外，其他皆可以用 2.6v。c1和c2為置位/復(fù)位電路的外部匹配電容，由于對(duì)置位脈沖和復(fù)位脈沖有 定的要求，建議用戶(hù)不要隨意修改 c1和c2的大小。c1hrn口口1-1口hsei i圖10 lsm303dlh應(yīng)用電路圖對(duì)于便攜式設(shè)備而言，器件的功耗非常重要，直接影響其待機(jī)的時(shí)間。lsm303dlh可以分別對(duì)磁力計(jì)和加速計(jì)的供電模式進(jìn)行控制，使其進(jìn)入睡眠或 低功耗模式。并且用戶(hù)可自行調(diào)整磁力計(jì)和加速計(jì)的數(shù)據(jù)更新頻率， 以調(diào)整功耗 水平。在磁力計(jì)數(shù)據(jù)更新頻率為 7.5hz、加速計(jì)數(shù)據(jù)更新頻率為50hz時(shí)，消耗 電流典型值為0.83ma。在待機(jī)模式時(shí)，消耗電流小于 3ua。

44、第六節(jié) 手機(jī)中的三軸陀螺儀每一次iphone產(chǎn)品的的發(fā)布總能給我們帶來(lái)一些全新的應(yīng)用。iphone 4給我們帶來(lái)了什么呢？三軸陀螺儀應(yīng)該是ipho ne 4在硬件配置方面的一大亮點(diǎn)了。一、三軸陀螺儀工作原理三軸陀螺儀：同時(shí)測(cè)定6個(gè)方向的位置，移動(dòng)軌跡，加速。 單軸的只能測(cè) 量一個(gè)方向的量，也就是一個(gè)系統(tǒng)需要三個(gè)陀螺儀，而3軸的一個(gè)就能替代三個(gè) 單軸的。3軸的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好，是激光陀螺的發(fā)展趨勢(shì)。三軸陀螺儀原理如圖所示。三軸陀螺儀原理在最新款的iphone 4手機(jī)中內(nèi)置三軸陀螺儀，它可以與加速器和指南針一 起工作，可以實(shí)現(xiàn)6軸方向感應(yīng)，三軸陀螺儀更多的用途會(huì)體現(xiàn)在 gps和游

45、戲效 果上。一般來(lái)說(shuō)，使用三軸陀螺儀后，導(dǎo)航軟件就可以加入精準(zhǔn)的速度顯示，對(duì) 于現(xiàn)有的gps導(dǎo)航來(lái)說(shuō)是個(gè)強(qiáng)大的沖擊，同時(shí)游戲方面的重力感應(yīng)特性更加強(qiáng)悍 和直觀(guān)，游戲效果將大大提升。這個(gè)功能可以讓手機(jī)在進(jìn)入隧道丟失 gps言號(hào)的 時(shí)候，憑借陀螺儀感知的加速度方向和大小繼續(xù)為用戶(hù)導(dǎo)航。而三軸陀螺儀將會(huì)與iphone原有的距離感應(yīng)器、光線(xiàn)感應(yīng)器、方向感應(yīng)器結(jié)合起來(lái)讓iphone 4的人機(jī)交互功能達(dá)到了一個(gè)新的高度。二、三軸陀螺儀的應(yīng)用在工程上，陀螺儀是一種能夠精確地確定運(yùn)動(dòng)物體的方位的儀器，它是現(xiàn)代航空，航海，航天和國(guó)防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導(dǎo)航儀器，它的發(fā)展對(duì)一個(gè)國(guó)家的工業(yè)，國(guó)防和其它高科技的發(fā)

46、展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是指機(jī)械式的陀螺儀，機(jī)械式的陀螺儀對(duì)工藝結(jié)構(gòu)的要求很高， 結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，它的精度受到了很多方面的制約。自從上個(gè)世紀(jì)七十年代以來(lái)，現(xiàn)代陀螺儀 的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。1976年美國(guó)utah大學(xué)的vali和shorthill提 出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設(shè)想，到八十年代以后，現(xiàn)代光纖陀螺儀就得到了非 常迅速的發(fā)展，與此同時(shí)激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。由于光纖陀螺儀具 有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點(diǎn)，所以目前光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域 已經(jīng)完全取代了機(jī)械式的傳統(tǒng)的陀螺儀， 成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。和光 纖陀螺儀同時(shí)發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺

47、儀外， 還有現(xiàn)代集成式的振動(dòng)陀螺儀，集 成式的振動(dòng)陀螺儀具有更高的集成度， 體積更小， 也是現(xiàn)代陀螺儀的一個(gè)重要的 發(fā)展方向?，F(xiàn)代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種， 它們都是根據(jù)塞格 尼克的理論發(fā)展起來(lái)的。 塞格尼克理論的要點(diǎn)是這樣的： 當(dāng)光束在一個(gè)環(huán)形的通 道中前進(jìn)時(shí)， 如果環(huán)形通道本身具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度， 那么光線(xiàn)沿著通道轉(zhuǎn)動(dòng)的方 向前進(jìn)所需要的時(shí)間要比沿著這個(gè)通道轉(zhuǎn)動(dòng)相反的方向前進(jìn)所需要的時(shí)間要多。 也就是說(shuō)當(dāng)光學(xué)環(huán)路轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 在不同的前進(jìn)方向上， 光學(xué)環(huán)路的光程相對(duì)于環(huán)路 在靜止時(shí)的光程都會(huì)產(chǎn)生變化。 利用這種光程的變化， 如果使不同方向上前進(jìn)的 光之間產(chǎn)生干涉來(lái)測(cè)量環(huán)路的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，這樣就可以制造出干涉式光纖陀螺儀， 如果利用這種環(huán)路光程的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉， 也就是 通過(guò)調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進(jìn)而測(cè)量環(huán)路的轉(zhuǎn)動(dòng)速度， 就可以制造出諧振 式的光纖陀螺儀。 從這個(gè)簡(jiǎn)單的介紹可以看出， 干涉式陀螺儀在實(shí)現(xiàn)干涉時(shí)的光 程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度， 而諧振式的陀螺儀在實(shí)現(xiàn) 干涉