ADXL345使用經驗及技巧

ID:80436 · 發表于 2015-5-21 22:20

ADXL345是一種三軸加速度計。當ADXL345沿檢測軸正向加速時，它對正加速度進行檢測。在檢測重力時需要注意，當檢測軸的方向與重力的方向相反時檢測到的是正加速度。

ADXL345通過3線式或4線式模式進行通信。

圖1所示為4線式SPI模式的電氣連接。注意，當使用3線式SPI模式時可斷開SDO引腳。

圖1、4線式連接

圖2所示為推薦的3線式模式電氣連接。器件的7位I2C地址是0x53，緊隨其后的是R/W位。用戶通過將SDO/ALTADDRESS引腳連接到VDDIO引腳來選擇I2C的替代地址。此配置下的7位I2C地址是0x1D，緊隨其后的是R/W位。

圖2、3線式連接

初始化時，ADXL345在啟動序列期間工作在100 Hz ODR，在INT1引腳上有DATA_READY中斷。設置其它中斷或使用FIFO時，建議所使用的寄存器在POWER_CTL和INT_ENABLE寄存器之前進行設置。

讀取數據時，DATA_READY中斷信號表明數據寄存器中的三軸加速度數據已被更新。當新數據就緒時它會被置為高電平。(通過DATA_FORMAT寄存器，中斷信號可設置為由低電平變為高電平)利用低-高躍遷來觸發中斷服務例程。可從DATAX0、DATAX1、DATAY0、DATAY1、DATAZ0和DATAZ1寄存器中讀取數據。為了確保數據的一致性，推薦使用多字節讀取從ADXL345獲取數據。

ADXL345為16位數據格式。從數據寄存器中獲取加速度數據后，用戶必須對數據進行重建。

DATAX0是X軸加速度的低字節寄存器，DATAX1是高字節寄存器。在13位模式下高4位是符號位。注意，可通過DATA_FORMAT寄存器設置其它數據格式POWER_CTL和INT_ENABLE寄存器之前進行設置。

同時ADXL345具有偏移寄存器，可進行偏移校準。偏移寄存器的數據格式是8位、二進制補碼。偏移寄存器的分辨率為15.6 mg/LSB。如果偏移校準的精度必須高于15.6 mg/LSB，需要在處理器中進行校準。偏移寄存器將寫入到寄存器的值相加來測試加速度。例如，如果偏移為+156 mg，那么應該往偏移寄存器寫入−156 mg

繼續：

ADXL345使用心得一
ADXL345具有+/-2g，+/-4g，+/-8g，+/-16g可變的測量范圍；最高13bit分辨率；固定的4mg/LSB靈敏度；3mm*5mm*1mm超小封裝；40-145uA超低功耗；標準的I2C或SPI數字接口；32級FIFO存儲；以及內部多種運動狀態檢測和靈活的中斷方式等特性。

ADXL345應用領域很廣，擁有靈活的和主控制器通行的SPI（3線和4線）和I2C數字接口，可選的測量范圍和帶寬，有方便的單振/雙振檢測，活動/非活動監控和自由落體檢測功能。

這款加速度計有八個能夠獨立使用的中斷，中斷這里要說一下的就是int1和int2兩個中斷管腳，中斷功能能夠通過寄存器相應的映射到這兩個管腳。還有就是x、y、z三個軸的中斷只能單獨使用。另外，對于Activity和Inactivity中斷，分成兩個工作方式，一個是AC、一個是DC，這兩個工作方式對應的工作方式是不同的，AC對應的是新的采樣點將以之前的某個采樣點為參考，用兩個采樣點的差值與門限進行比較，來判斷是否發生中斷。DC 工作方式下，每個采樣點的加速度值將直接與門限進行比較，來判斷是否發生中斷。還有就是Watermark 當FIFO里所存的采樣點超過一定點數（SAMPLES）時，Watermark中斷置位。當FIFO里的采樣點被讀取，使得其中保存的采樣點數小于該數值（SAMPLES）時，Watermark中斷自動清除。 Watermark 當FIFO里所存的采樣點超過一定點數（SAMPLES）時，Watermark中斷置位。當FIFO里的采樣點被讀取，使得其中保存的采樣點數小于該數值（SAMPLES）時，Watermark中斷自動清除。還要說的一點是：ADXL345的FIFO最多可以存儲32個采樣點（X、Y、Z三軸數值），且具有Bypass模式、普通FIFO模式、Stream模式和Trigger模式，一共4種工作模式。FIFO功能也是ADXL345的一個重要且十分有用的功能。

還有，當開始調試ADXL345時，先不要急著對其數據進行處理，可以直接先觀察數據，然后根據數據再分析，之后再進行處理，比如做補償電路。
ADXL345使用心得二

ADXL345和微控制器之間的電路連接非常簡單。由ADXL345和微控制器ADuC7026組成。給出了ADXL345和ADuC70262之間的典型電路連接。ADXL345的\CS管腳接高電平，表示ADXL345工作在I2C模式。SDA和SCL是I2C總線的數據線和時鐘線，分別連接到ADuC7026相應的I2C總線管腳。ADuC7026的一個GPIO管腳連接到ADXL345的ALT管腳，用來選擇ADXL345的I2C地址。ADXL345的INT1管腳連接到ADuC7026的IRQ輸入用來產生中斷信號。說到了I2C,就說下有關I2C的東西吧！對于I2C總線協議，無論讀寫，I2C的SDA信號線上送出的第一個字節一定是SLAVE ADDRESS+WRITE。如果這里配置錯了，那么數據就是一直讀不出來的。讀取ADXL345內部寄存器的讀寫操作時以字節為單位的，而兩個字節之間的CS-n，SCLK一直保持有效。在讀取寄存器的時候，先要讀取內部地址0x00的DEVID，正確之后再進行其他寄存器的操作。因為一個器具具有唯一的ID號，而對這個ID號的讀取時首要的任務。

在通信模式和硬件連接的電路中，要注意幾點：

1 、cs-n必須要上拉到VDD才能啟動I2C總線模式
2 、SDA和SCL需要上拉電阻
3 、SDA在FPGA的IO配置時，要將其配置為inout類型
4 、注意ALT-ADDRESS的連接方式與對應的設備從地址是不同的底層驅動的調試是件很頭疼的事情，最關鍵的是對時序的理解。下面是一些經驗總結：

1）應當確保硬件連線的正確性。比如，在調試I2C模式時，先確定DSP板的I2C接口正常；如果開始也能確保ADXL345模塊正常，那就能將錯誤定位在軟件上，問題就容易解決多了。
2）要確保拿到通信雙方器件的正確時序圖。合理的配置主控器件，使雙方的時序一致。
3）搜索一些參考例子，在其基礎上修改，這樣也可加快調試的進度。
4）調試中，盡量尋找發現異常現象，分析可能的原因。據此，修改電路或者程序，嘗試凸顯問題，印證推斷。同時，不斷記錄總結現象和實際原因，日積月累，經驗會不斷增加。

下面是網友分享的ADXL345校準原理
首先，這個校準的過程是手動的（類似手機上的傳感器校準），把模塊水平放置（這個水平也只是個大概，如果要求高的話，還需要其他儀器輔助），那么x軸和y軸的度數應該為0g，獲取此時的實際x軸和y軸的度數，假設是20和-17。要注意此時傳感器的量程和分辨率，假設此時adxl345是常規量程+-16g，分辨率13位，那么此時度數的系數應該是1g/256 *1000 = 3.9 mg/LSB，從數據手冊上可以查到偏移寄存器的比例因子是 15.6mg/LSB（固定的，與量程無關），那么需要設定的實際偏移值就是 20/4 = 5和-17/4 = 4（15.6/3.9約為4）

然后取兩個值的補碼，分別為0x05和0xFB，寫入對應的偏移寄存器。

這樣，每次從傳感器讀取的數值就自動加上了這個設置的偏移。z軸的偏移值檢測方式一樣，把z軸水平放置（處于0g場）。

需要注意的是：
1、傳感器掉電后，設置的偏移值就丟失了，需要在下次上電后重新設置（不過這個偏移值主要跟芯片所處的環境有關，理論上不會經常性的大變化）
2、對于偏移值的測量，可以采用多次測量求平均值的方法