ST：MEMS加速度傳感器五大功能簡(jiǎn)化用戶(hù)設計

　　隨著(zhù)蘋(píng)果iPhone和任天堂Wii游戲機的流行，加速度傳感器在消費類(lèi)電子設備中得到了廣泛的應用。例如，筆記本中的跌落保護、MP4/手機中的屏幕自動(dòng)翻轉、輕敲手機掛斷電話(huà)以及手機“翻轉靜音”等等。這些應用改變了傳統設備與用戶(hù)之間的交互方式，使產(chǎn)品有了更好的用戶(hù)體驗。作為這場(chǎng)變革的領(lǐng)導者，意法半導體(ST)的微機械加速度傳感器不僅能夠輸出加速度的數值，同時(shí)集成了很多的功能模塊，可以實(shí)現上述的應用。我們將以L(fǎng)IS35DE和LIS331DLH芯片內部的功能模塊作為線(xiàn)索，介紹意法半導體加速度傳感器的性能特點(diǎn)，并介紹如何配置傳感器的功能模塊來(lái)實(shí)現特定的應用。

　　雙中斷配置

　　跌落保護對于配置了硬盤(pán)的便攜式設備來(lái)說(shuō)非常重要。該功能在高檔筆記本電腦中的應用已經(jīng)非常普遍。三軸加速度傳感器LIS35DE、LIS33DE和LIS331DLH/M/F均能通過(guò)中斷管腳并對加速度門(mén)檻寄存器進(jìn)行設置來(lái)實(shí)現跌落保護功能。其中，加速度門(mén)檻寄存器是用來(lái)設置門(mén)檻加速度的寄存器，而中斷設置寄存器是用來(lái)設置中斷輸出的條件和中斷源判定的寄存器。下面以自由落體檢測為例說(shuō)明檢測原理和中斷配置方法。

　　物體如果處于靜止狀態(tài)，就只受重力加速度的影響，而且物體三個(gè)軸上的重力加速度矢量和為1g。

　　物體如果處于自由落體狀態(tài)，理論上在物體的X軸、Y軸和Z軸三個(gè)軸上的加速度均為零。而在實(shí)際情況中，由于空氣阻力和下落旋轉時(shí)產(chǎn)生的離心力，三個(gè)軸上的加速度矢量和應是某一個(gè)較小的數值。

　　靜止時(shí)，物體在三個(gè)軸上的加速度不可能同時(shí)小于577mg。當然，這是一個(gè)理論上的上限參考值?？紤]到加速度傳感器在0g時(shí)的誤差和溫度變化對測量精度的影響，為防止誤觸發(fā)，可以將這個(gè)門(mén)檻值設定為360mg。如果三個(gè)軸上的加速度同時(shí)小于360mg，我們就可以認為物體處于自由落體狀態(tài)，可以觸發(fā)中斷。需要注意的是，這個(gè)門(mén)檻值是一個(gè)絕對值，并且門(mén)檻值對X軸、Y軸和Z軸三個(gè)軸都是有效的，因此，我們可以設置加速度在某一軸上超過(guò)門(mén)檻值就產(chǎn)生中斷(“或”的關(guān)系)或者加速度在三個(gè)軸上都超過(guò)門(mén)檻值才產(chǎn)生中斷(“與”的關(guān)系)。這樣，在做跌落保護時(shí)，應該選擇“與”的關(guān)系作為跌落的判定條件。

　　LIS35DE和LIS331DLH/M/F能夠提供兩個(gè)中斷配置寄存器以及互相獨立的中斷配置寄存器與加速度門(mén)檻寄存器。一個(gè)中斷信號用于跌落檢測的同時(shí)，另一個(gè)中斷可以用來(lái)設置為喚醒，即當加速度大于設定的門(mén)檻值時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生喚醒中斷。除了上述兩個(gè)功能外，還可以把中斷設定為數據更新通知和敲擊檢測等功能。

　　高通濾波器

　　iPhone3.0集成了一個(gè)新的功能，即只需要晃動(dòng)手機就可以取消剛才的操作。如果通過(guò)這樣一些簡(jiǎn)單的動(dòng)作來(lái)代替按鍵甚至做一些新應用，例如搖色子游戲、切換音樂(lè )等，就可以使一些常用的功能變得有趣起來(lái)。如果采用上述中斷管腳寄存器實(shí)現這樣的功能，就會(huì )遇到一個(gè)問(wèn)題———重力。由于重力的存在，用戶(hù)不能簡(jiǎn)單地在FF_WU_TSH1寄存器中設置統一的門(mén)檻值來(lái)作為晃動(dòng)或者喚醒中斷的判定條件。為此，LIS35DE集成了高通濾波器，能夠濾除緩慢變化或不變的加速度(如重力加速度)，并且可以選擇截止頻率，如表1所示。只有變化頻率高于截止頻率的加速度才能通過(guò)。