2017 年 5 月 Doc ID 18198 Rev 1 [English Rev 1] 1/52
AN3308
应用笔记
LIS3DH：MEMS 数字输出运动传感器
超低功耗高性能 3 轴 “nano” 加速度计
前言
本文档介绍了以 LGA 封装提供的低压 3 轴数字量输出线性 MEMS 加速度计。
LIS3DH 是属于 “nano” 系列的超低功耗高性能 3 轴线性加速度计，具有数字 I
2
C、 SPI 串行
接口标准输出。
器件具有超低功耗工作模式，可实现高级节能、智能睡眠唤醒以及恢复睡眠功能。
LIS3DH 具有 ±2g/±4g/±8g/±16g 的动态用户可选满量程，并能通过 1 Hz 到 5 kHz 的输出数
据速率测量加速度。
器件可配置为通过独立的惯性唤醒 / 自由落体事件以及通过器件自身的位置生成中断信号。
中断发生器的阈值和时序可由终端用户动态设定。
也可通过可自动编程的睡眠唤醒和恢复睡眠功能提高节能效率。
LIS3DH 集成了 32 级先进先出 (FIFO) 缓冲区供用户存储数据，从而可减少主机处理器的干
预。
LIS3DH 采用纤薄的小型塑料平面网格阵列封装 (LGA)，可确保在更大的温度范围 （-40 °C
至 +85 °C）内正常工作。
SMD 封装的尺寸和重量都超小，非常适用于手持式便携应用 （比如手机和 PDA）或者任何
需要减小封装大小和重量的其他应用。
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目录
1 寄存器表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 工作模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 掉电模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2 正常模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3 低功耗模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.4 切换模式时序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
3 启动序列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1 读取加速度数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1.1 使用状态寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1.2 使用数据就绪 (DRY) 信号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1.3 使用块数据 (BDU) 功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 了解加速度数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.1 数据对齐 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.2 大端 / 小端选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.3 加速度数据示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4 高通滤波器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.1 滤波器配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.1.1 正常模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1.2 参考模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.1.3 自动复位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5 中断生成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.1 中断引脚配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6 惯性中断 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.1 持续时间 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.2 阈值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.3 自由落体和唤醒中断 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.3.1 惯性唤醒 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3.2 绕过高通滤波器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
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6.3.3 使用高通滤波器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.4 自由落体检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
76D/4D定向检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.1 6D 定向检测 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.2 4D 方向 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8 单击和双击识别 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
8.1 单击 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
8.2 双击 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
8.3 寄存器说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
8.3.1 TAP_CFG (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
8.3.2 TAP_SRC (39h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
8.3.3 TAP_THS (3Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8.3.4 TIME_LIMIT (3Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8.3.5 TIME_LATENCY (3Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8.3.6 时窗 (3Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.3.7 CTRL_REG3 [ 中断 CTRL 寄存器 ] (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.4 示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
8.4.1 配合 TAP_TimeLimit 使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
8.4.2 配合 TAP_Latency 使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.4.3 配合 TAP_Window 使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
9 先入先出 (FIFO) 缓冲区 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
9.1 FIFO 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
9.2 FIFO 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
9.2.1 控制寄存器 5 (0x24) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
9.2.2 FIFO 控制寄存器 (0x2E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
9.2.3 FIFO 源寄存器 (0x2F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
9.3 FIFO 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
9.3.1 Bypass 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
9.3.2 FIFO 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
9.3.3 Stream 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
9.3.4 Stream-to-FIFO 模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
9.4 水印 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
9.5 从 FIFO 重新获取数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
目录 AN3308
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10 辅助 ADC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
10.1 温度传感器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
11 版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
AN3308 表格索引
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表格索引
表 1. 寄存器表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
表 2. 工作模式选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
表 3. 数据速率配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
表 4. 功耗比较 (mA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
表 5. 切换模式时序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
表 6. 输出数据寄存器内容与加速度对比 (FS = 2 g) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
表 7. 高通滤波器模式配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
表 8. 低功耗模式 - 高通滤波器截止频率 [Hz] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
表 9. 参考模式 LSB 值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
表 10. CTRL_REG3 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
表 11. CTRL_REG3 说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
表 12. CTRL_REG6 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
表 13. CTRL_REG6 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
表 14. 中断模式配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
表 15. 正常模式下的持续时间 LSB 值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
表 16. 阈值 LSB 值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
表 17. 6D 位置中的 INT1_SRC 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
表 18. TAP_CFG 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
表 19. TAP_CFG 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
表 20. 真值表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
表 21. TAP_SRC 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
表 22. TAP_SRC 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
表 23. TAP_THS 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
表 24. TAP_SRC 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
表 25. TIME_LIMIT 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
表 26. TIME_LIMIT 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
表 27. TIME_LATENCY 寄存器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
表 28. TIME_LATENCY 说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
表 29. TIME_WINDOW 说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
表 30. TIME_LATENCY 说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
表 31. CTRL_REG3 寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
表 32. CTRL_REG3 说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
表 33. FIFO 缓冲区完整表示 （存储了第 32 个样本集合） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
表 34. FIFO 上溢表示 （存储了第 33 个样本集合、丢弃了第 1 个样本） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
表 35. CTRL_REG5 中的 FIFO 使能位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
表 36. FIFO_CTRL_REG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
表 37. FIFO_SRC_REG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
表
38. FIFO_SRC_REG 特性 （假定 FTH[4:0] = 15）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
表 39. CTRL_REG3 (0x22) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
表 40. 文档版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
表 41. 中文文档版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
