ADXL371是一款由Analog Devices(ADI)推出的超低功耗、三轴微机电系统(MEMS)加速度计,专为需要高性能运动检测的应用设计。以下是其主要特点和应用领域的详细介绍:
关键特性
超低功耗
在运动检测模式下功耗仅<2μA,待机模式下低至0.1μA,适合电池供电设备(如IoT传感器、可穿戴设备)。
支持按需唤醒功能,仅在检测到运动时激活系统以节省能耗。
高分辨率与宽量程
测量范围:±200g,适合高冲击或高振动环境(如工业设备、运动器材)。
数字输出分辨率:10位或12位(可通过配置选择)。
内置智能功能
自动唤醒/睡眠:通过可配置阈值检测运动事件,触发中断唤醒主机。
FIFO缓冲器:存储最多256个样本,减少主控处理器负载。
数字接口:支持SPI/I²C通信,方便与微控制器连接。
鲁棒性设计
工作温度范围:-40°C至+125°C,适用于恶劣环境。
抗机械冲击能力强(高达10,000g)。
典型应用场景
物联网(IoT)
用于远程资产跟踪(如物流震动监测)、智能农业(牲畜活动监测)。
工业设备
预测性维护(检测电机/轴承振动)、冲击事件记录。
可穿戴设备
运动手环的计步功能、跌倒检测(老年健康监护)。
消费电子
无人机防撞检测、智能玩具的姿势控制。
汽车电子
安全系统(安全气囊触发检测)、车载黑匣子数据记录。
与同类产品的对比
ADXL345:量程更小(±16g),功耗较高,适合普通运动检测。
ADXL375:类似量程(±200g),但功耗更高,侧重高性能工业应用。
ADXL372:更高带宽(3200Hz)的动态监测,适合极高频振动分析。
开发ADXL371需要结合硬件连接、寄存器配置和软件驱动编写。以下是详细的开发指南,涵盖从硬件设计到数据读取的全流程。
1.硬件设计
1.1基本电路连接
电源供电
工作电压:1.7V~3.6V(典型3.3V)。
建议使用低噪声LDO稳压器,并添加0.1μF去耦电容靠近电源引脚(VDD)。
若使用电池供电,注意电压跌落范围。
通信接口(二选一)
SPI模式(推荐高速应用):
连接引脚:CS(片选)、SCLK(时钟)、SDO(数据输出)、SDI(数据输入)。
注意:SPI时钟频率最高10MHz。
I²C模式(节省引脚):
连接引脚:SDA、SCL,地址可通过SDO/ALTADDRESS引脚配置(默认0x53)。
中断输出
配置INT1或INT2引脚为运动检测中断输出,触发MCU外部中断。
2. 寄存器配置
ADXL371通过寄存器控制工作模式、量程、滤波等参数。以下为关键寄存器(地址详见数据手册):
2.1初始化配置流程
复位设备
写入SOFT_RESET(0x1F)寄存器值为0x52。
设置测量范围
配置RANGE(0x2C)寄存器:
0x00:±200g(默认)
0x01:±100g
0x02:±50g
配置带宽和输出数据率(ODR)
设置BW(0x2D)寄存器选择滤波带宽(如0x07对应400Hz)。
ODR通过FIFO_CTL(0x29)和POWER_CTL(0x2A)配置,典型值:
400Hz(高性能模式)
100Hz(低功耗模式)
启用中断
配置INT1_MAP(0x2E)将运动检测事件映射到INT1引脚。
设置THRESH_ACT(0x20)定义运动检测阈值(如0x20对应2g)。
启动测量
写入POWER_CTL(0x2A)的MEASURE位为1。
3.调试与优化
数据验证
静止时Z轴应接近+1g(地球重力)。
通过倾斜传感器检查X/Y轴数据变化。
功耗优化
降低ODR至25Hz(POWER_CTL寄存器配置)。
使用AUTOSLEEP模式(0x2A寄存器)。
FIFO使用
读取FIFO_ENTRIES(0x0D)获取数据数量,再批量读取FIFO_DATA(0x0E)。
4.常见问题
无数据输出
检查SPI/I²C通信是否正常(示波器抓取信号)。
确认POWER_CTL寄存器已启用测量模式。
数据噪声大
增加电源去耦电容。
启用内置低通滤波(配置BW寄存器)。