飞思卡尔加速度传感器资料MMA8453Q

This application note accompanies the MMA8451, 2, 3Q Driver Code and will explain the following: • Changing the operational modes (Standby, Active 2g, Active 4g and Active 8g) • Changing Oversampling Modes • Changing the Data Rate • Changing the High Pass Filter Cut-off Frequency • 8-bit data vs. 14/12/10-bit data • Changing Data Formats (hex to counts to decimal numbers) • Streaming XYZ data polling vs. Streaming XYZ data with interrupts • Using the FIFO in the MMA8451 ### 飞思卡尔加速度传感器资料MMA8453Q #### 一、引言 本应用笔记旨在帮助用户了解如何编程控制MMA8451, 2, 3Q加速计来提取和处理加速度数据。这些设备在设计时考虑到了兼容性，共享了一个内存映射。有关嵌入式特性的详细差异，请参考我们的选择指南。MMA8451Q具有最多的嵌入式特性，包括八种不同的采样率、32种不同的高通滤波器截止频率、三种动态范围和四种过采样模式。此外，它还拥有一个32个样本的FIFO（先进先出）缓冲区，用于收集和存储数据，这是最小化I2C事务的最有效方式。FIFO可以收集常规低通滤波数据以及高通滤波数据。将数据转换为不同格式对于算法开发和显示非常重要。本应用笔记配合MMA8451, 2, 3Q驱动代码，将详细介绍以下内容： 1. **更改操作模式（待机、活动2g、活动4g和活动8g）** 2. **更改过采样模式** 3. **更改数据速率** 4. **更改高通滤波器截止频率** 5. **8位数据与14/12/10位数据的区别** 6. **更改数据格式（十六进制到计数再到十进制数字）** 7. **流式XYZ数据轮询与带中断的流式XYZ数据** 8. **在MMA8451Q中使用FIFO** #### 二、MMA845xQ系列消费级三轴加速计 ##### 2.1 输出数据、采样率及动态范围 该系列包括三种产品：MMA8451Q、MMA8452Q 和 MMA8453Q。 - **2.1.1 MMA8451Q** - 动态范围：±2g / ±4g / ±8g - 采样率：最高可达800Hz - 过采样模式：四种 - 高通滤波器截止频率：32种可选 - FIFO大小：32个样本 - **2.1.2 MMA8452Q** - 动态范围：±2g / ±4g / ±8g - 采样率：最高可达800Hz - 过采样模式：四种 - 高通滤波器截止频率：32种可选 - FIFO大小：32个样本 - **2.1.3 MMA8453Q**（注意：无高通滤波器数据） - 动态范围：±2g / ±4g / ±8g - 采样率：最高可达800Hz - 过采样模式：四种 - FIFO大小：32个样本 ##### 2.2 应用笔记概述 本文档详细介绍了如何对MMA8451, 2, 3Q进行配置，以实现不同功能和需求。 #### 三、更改MMA8451, 2, 3Q的工作模式 ##### 3.1 待机与活动模式 - **待机模式（STANDBY）**：在此模式下，加速计处于最低功耗状态。所有的内部电路都停止工作，只保留基本的通信能力。 - **活动模式（ACTIVE）**：此模式下，加速计会根据设置的动态范围（±2g、±4g或±8g）持续测量加速度。活动模式分为三个子模式： - **活动2g模式**：动态范围设为±2g。 - **活动4g模式**：动态范围设为±4g。 - **活动8g模式**：动态范围设为±8g。 在这些模式之间切换可以通过配置寄存器来实现。例如，通过设置寄存器中的相应位，可以轻松地在待机和活动模式之间切换。为了更改动态范围，用户需要访问特定的控制寄存器，并按照数据手册中的指导进行操作。 ##### 3.2 更改过采样模式 过采样模式可以提高信号的信噪比（SNR），从而改善输出数据的质量。MMA8451, 2, 3Q支持四种不同的过采样模式： - **模式0**：不使用过采样。 - **模式1**：4倍过采样。 - **模式2**：16倍过采样。 - **模式3**：64倍过采样。 更高的过采样率可以进一步提高输出数据的分辨率，但可能会增加延迟时间。更改过采样模式同样需要访问控制寄存器并调整相应的设置。 ##### 3.3 更改数据速率 MMA8451, 2, 3Q支持多种不同的数据速率，范围从1.25Hz到800Hz。较高的数据速率意味着更高的更新频率，但可能会消耗更多的功率。用户可以根据应用需求选择最适合的数据速率。 更改数据速率也是通过访问控制寄存器实现的。在选择合适的数据速率时，需要考虑功耗和更新频率之间的平衡。 ##### 3.4 更改高通滤波器截止频率 MMA8451和MMA8452支持32种不同的高通滤波器截止频率，这有助于消除低频噪声。通过调整滤波器的截止频率，用户可以定制加速计的响应特性，以适应特定的应用场景。 更改高通滤波器的截止频率同样是通过配置寄存器实现的。用户应参考数据手册中的指导来选择合适的截止频率。 ##### 3.5 数据格式和精度 MMA8451, 2, 3Q支持多种数据格式和精度选项： - **8位数据**：较低的精度，适用于低功耗应用。 - **14/12/10位数据**：更高的精度，适用于需要更准确测量的应用。 用户可以通过更改寄存器中的相应位来选择所需的精度级别。数据格式的选择取决于具体的应用需求。 ##### 3.6 数据传输模式 - **流式XYZ数据轮询**：用户定期查询加速计获取最新的XYZ加速度数据。 - **带中断的流式XYZ数据**：当新的XYZ数据可用时，加速计会触发一个中断信号通知处理器。 这两种模式各有优劣，用户应根据系统的实时性和功耗需求来选择。 ##### 3.7 使用FIFO FIFO（先进先出）缓冲区是MMA8451, 2, 3Q的一个关键特性，它可以存储最多32个样本的数据。通过使用FIFO，用户可以减少与加速计的交互次数，从而降低功耗。FIFO可以收集和存储低通滤波后的数据以及高通滤波后的数据（仅限于MMA8451和MMA8452）。 为了有效地使用FIFO，用户需要配置FIFO控制寄存器，设置触发条件（如满或半满），以及选择数据源（低通或高通滤波数据）。此外，还需要定期清空FIFO以防止数据溢出。 #### 四、总结 MMA8451, 2, 3Q加速计提供了丰富的配置选项，使用户能够针对不同的应用场景进行优化。通过仔细调整工作模式、过采样模式、数据速率、滤波器截止频率、数据格式和传输模式等参数，用户可以获得最佳的性能和功耗表现。本文档提供了一个全面的指南，帮助用户充分利用这些特性。