MMA8451加速度使用筆記

MMA8451三軸加速度傳感器，16引腳，QFN封裝，數(shù)字I2C輸出，8位/14位精度可選，量程±2g/±4g/±8g可選，電源供電1.95v~3.6v可選。輸出數(shù)據(jù)速率從1.56到800Hz。有兩個可編程的中斷引腳，7個中斷源?？蓹z測自由落體、運動、脈沖、振動等、傾角等。32個采樣FIFO，每次采樣都通過高通濾波后傳入FIFO。典型應(yīng)用有：電子羅盤，靜態(tài)姿態(tài)、運動檢測，筆記本電子書等便攜設(shè)備的翻滾、自由落體檢測，實時的方向檢測可用于虛擬現(xiàn)實設(shè)備或3d游戲中的位置檢測，便攜設(shè)備的節(jié)能應(yīng)用中的運動檢測等等。芯片外形不同姿態(tài)下X、Y、Z三軸對應(yīng)的重力輸出典型連接引腳定義如下：引腳編號引腳名稱引腳描述引腳狀態(tài)1VDDIO內(nèi)部電源供電〔1.62~3.6v〕輸入2BYP旁路電容輸入3NC懸空引腳開路4SCLI2C串行時鐘漏極開路5GND接地輸入6SDAI2C串行數(shù)據(jù)漏極開路7SA0I2C最低有效位地址輸入8NC懸空引腳開路9INT2中斷請求引腳2輸出10GND接地輸入11INT1中斷請求引腳1輸出12GND接地輸入13NC懸空引腳開路14VDD電源〔1.95~3.6v〕輸入15NC懸空引腳開路16NC懸空引腳開路靈敏度由count/g表示，2g量程下，可達4096/g，4g量程下，可達2048/g，8g量程下，可達1024/gMMA8451狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖MMA8451內(nèi)部框圖，分為數(shù)字局部和模擬局部在OFF模式下，數(shù)字局部和模擬局部都不工作在STANDBY模式下，IIC通信照常進行，但模擬模塊被禁止，內(nèi)部時鐘停止在ACTIVE模式下〔WAKE或SLEEP〕，IIC通信照常進行，數(shù)字和模擬模塊都正常工作I2C串行通信MMA8451使用I2C串行通信和外部交換數(shù)據(jù)，MMA8451可通過中斷信號指示新的采樣序列可用，也可通過設(shè)置使用中斷信號指示設(shè)備的移動、自由落體、瞬變、方向、單/雙擊。I2C總線使用三根信號線進行通信，分別是SCL、SDA和SA0，外部上拉電阻需要將SDA和SCL接到VDDIO上，當總線空閑時，這兩根線表現(xiàn)為高電平狀態(tài)。MMA8451的I2C接口可工作在快速模式400KHz或普通模式100KHz?？偩€傳輸開始由START信號觸發(fā)，START信號定義為，當數(shù)據(jù)線從高電平跳變到低電平，而時鐘線SCL仍然保持高電平。由主機發(fā)送START信號過后，I2C總線被認為從空閑〔free〕狀態(tài)進入忙〔busy〕狀態(tài)。緊接著START信號后主機發(fā)送的字節(jié)，前7位用于指示從機地址，第8位用于指示數(shù)據(jù)方向是讀出〔1數(shù)據(jù)從從機到主機〕還是寫入〔0數(shù)據(jù)從主機到從機〕。地址發(fā)送完畢后，總線上的所有從機將自己的地址和總線上接收到的地址進行比擬，地址匹配的設(shè)備即為主機選中設(shè)備。第9個脈沖為應(yīng)答響應(yīng)，發(fā)送設(shè)備必須在這個ACK周期內(nèi)釋放數(shù)據(jù)線，而接收設(shè)備那么需要在ACK周期的時鐘高電平期間將數(shù)據(jù)線拉低。SCL線是高電平時，SDA線由低電平向高電平切換，這個情況表示停止條件。停止條件將終止發(fā)送器的發(fā)送。主機也可重復(fù)發(fā)出起始〔START〕條件，對于MMA8451，重復(fù)的起始條件可用于讀取一些特殊的存放器。MMA8451的地址被設(shè)置為0x1c或0x1d，可用引腳7〔SA0〕的上下電平來選擇。當SA0為高電平時，0x1d地址被選中有效，當SA0為低電平時，0x1c地址被選中有效。重點概念：START條件：時鐘線SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線從高電平跳變到低電平START代碼，使用IO口模擬IIC/*******************************************I2CSTART信號時鐘脈沖高電平期間，數(shù)據(jù)線負跳變********************************************/voidIIC_start(void){IIC_SCL=0;//時鐘線低IIC_SDA=1;//數(shù)據(jù)線高_asm(nop);IIC_SCL=1;//時鐘線高_asm(nop);IIC_SDA=0;//數(shù)據(jù)線從高跳變到低_asm(nop);IIC_SCL=0;//時鐘線低}STOP條件：時鐘線SCL為高電平期間，數(shù)據(jù)線從低電平跳變到高電平/*******************************************I2CSTOP信號時鐘脈沖高電平期間，數(shù)據(jù)線正跳變********************************************/voidIIC_stop(void){IIC_SCL=0;//時鐘線低_asm(nop);IIC_SDA=0;//數(shù)據(jù)線低_asm(nop);IIC_SCL=1;//時鐘線高_asm(nop);IIC_SDA=1;//數(shù)據(jù)線正跳變_asm(nop);IIC_SCL=0;//時鐘線低}ACK：確認，由地址匹配成功的從機在第9個脈沖周期內(nèi)發(fā)出，這時主機釋放數(shù)據(jù)線，從機在時鐘高電平期間將數(shù)據(jù)線置為低電平。MMA8451的I2C操作：單個字節(jié)讀主機發(fā)送START，緊接著主機給出7位地址〔0x1d或0x1c〕，并置第8位為0，表示數(shù)據(jù)從主機到從機。從機匹配地址后，返回確認ACK信號，接著主機傳輸8位存放器地址，從機返回確認ACK。主機再次發(fā)出START，并給出7位從機地址，并置第8位為1，表示數(shù)據(jù)從從機到主機，從機確認后返回8位存放器數(shù)據(jù)。主機不確認，并發(fā)出STOP。注意：除了START，STOP，ACK以外，其它數(shù)據(jù)在時鐘高電平期間必須維持不變。單個字節(jié)讀時序主機發(fā)送八位數(shù)據(jù)或地址代碼如下〔使用IO口模擬〕//*************************************************//字節(jié)發(fā)送程序//發(fā)送c(可以是數(shù)據(jù)也可是地址)，送完后接收從應(yīng)答//不考慮從應(yīng)答位voidsend_byte(unsignedcharc){unsignedchari;for(i=0;i<8;i++){IIC_SCL=0;if((c<<i)&0x80)IIC_SDA=1;//發(fā)送1elseIIC_SDA=0;//發(fā)送0_asm(nop);IIC_SCL=1;//時鐘高電平_asm(nop);IIC_SCL=0;//時鐘低電平}_asm(nop);//第9個脈沖IIC_SDA=1;//發(fā)送完8bit，釋放總線準備接收應(yīng)答位_asm(nop);IIC_SCL=1;_asm(nop);//sda上數(shù)據(jù)即是從應(yīng)答位IIC_SCL=0;//不考慮從應(yīng)答位，但要控制好時序}**注意：發(fā)送設(shè)備地址時，MMA8451地址為0011100〔0x1c，SA0=0〕或0011101〔0x1d，SA0=1〕，可將SA0引腳直接接地或接高電平，以接高電平為例，地址為7位，高位在前，地位在后，第8位為數(shù)據(jù)方向選擇，假設(shè)后續(xù)數(shù)據(jù)為主機到從機，那么為0，假設(shè)后續(xù)數(shù)據(jù)為從機到主機，那么為1。以單個字節(jié)讀為例，地址設(shè)為0x1d，見時序圖，START信號過后，那么應(yīng)發(fā)送00111010，即0x3A可先如下定義，#defineMMA8451_ADD0X3A第二次發(fā)送地址，那么后續(xù)數(shù)據(jù)為從機到主機，第8位為1，可發(fā)送MMA8451_ADD+1即可多字節(jié)讀多字節(jié)讀和單字節(jié)讀根本相同，如果讀完單字節(jié)后，主機不發(fā)送NAK和STOP，并對從機響應(yīng)AK，那么從機設(shè)備會自動將主機發(fā)送的存放器地址加1，并發(fā)送對應(yīng)的存放器內(nèi)容，直到主機響應(yīng)NAK和STOP。主機響應(yīng)AK或NAK程序代碼如下//************************************************//主應(yīng)答(包含ack:SDA=0和no_ack:SDA=1)//入口參數(shù)：ack_main:1,應(yīng)答ack，0，無需應(yīng)答nak//注：ack：scl高電平期間，數(shù)據(jù)線低//nak：scl高電平期間，數(shù)據(jù)線高voidIIC_ack_main(unsignedcharack_main){IIC_SCL=0;if(ack_main)IIC_SDA=0;//ack主應(yīng)答elseIIC_SDA=1;//no_ack無需應(yīng)答_asm(nop);IIC_SCL=1;_asm(nop);IIC_SCL=0;}單個字節(jié)寫單個字節(jié)寫入和單個字節(jié)讀略有不同，區(qū)別在于發(fā)送為存放器地址后，主機不再重復(fù)發(fā)送START信號和設(shè)備地址，而是直接給出寫入的數(shù)據(jù)。代碼如下：多個字節(jié)寫多個字節(jié)寫和單個字節(jié)寫類似，只要主機發(fā)送STOP信號，那么可以連續(xù)寫入，寫入的存放器地址自動增加。MMA8451存放器：狀態(tài)存放器STATUS/F_STATUS地址0x00控制存放器CTRL_REG1，地址0x2a76543210ASLP_RATE1ASLP_RATE0DR2DR1DR0LNOISEF_READACTIVEASLP_RATE[1:0]：設(shè)置睡眠模式采樣頻率，默認00DR[2:0]：數(shù)據(jù)速率選擇。默認為000,800HzDR2DR1DR0數(shù)據(jù)速率Hz周期ms0008001.250014002.5010200501110010100502010112.5801106.251601111.5664