三防平板電腦中重力加速度(Gravitational Acceleration)傳感器,又叫重力傳感器(G-sensor)、加速度計(jì)(Accelerometer)、運(yùn)動(dòng)傳感器(Motion Sensor)。主要測(cè)量由物體本身的重力/質(zhì)量運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的直線/曲線、速度和距離。如由于物體晃動(dòng)、震動(dòng)、顛簸、跌落、上升、下降等各種運(yùn)動(dòng)而引起的速度和距離的變化,就由重力傳感器來測(cè)量。三防平板電腦中重力加速度計(jì)將這些變化量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出,送給處理器進(jìn)行處理后,將這些數(shù)據(jù)送給執(zhí)行部件,如送給顯示屏顯示,作為參數(shù)送給應(yīng)用程序去執(zhí)行,或者去控制一些其他部件,如開關(guān)、繼電器、電動(dòng)機(jī)等。
三防平板電腦中單軸加速度計(jì)只能檢測(cè)一個(gè)方向的加速度數(shù)據(jù),為了檢測(cè)立體空間的重力加速度的變化,需在 X、Y、Z 三個(gè)軸上各安裝一個(gè)重力加速度計(jì),這樣便成了三軸重力加速度計(jì)。這樣在預(yù)先不知道物體運(yùn)動(dòng)方向的情況下,也能測(cè)出物體的加速度信號(hào)。
重力加速度計(jì)的種類:
① 壓阻式。物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成電阻大小的變化,從而引起電壓的變化。
② 壓電式。物體的運(yùn)動(dòng)造成晶體的變化,從而引起電壓發(fā)生相應(yīng)變化。
③ 容感式。物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成電容大小的變化,從而引起電壓的變化。
④ 熱感式。物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成溫度的變化,從而引起電壓的變化。
⑤ 電流式。物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成電流大小的變化,從而引起輸出電壓的變化。
⑥ 諧振式。物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成振蕩頻率的變化,間接造成電壓的變化。
以上各種重力加速度傳感器,最后都是將各種參數(shù)轉(zhuǎn)化為電壓的變化,有的直接輸出代表重力加速度的電壓,有的會(huì)把這個(gè)電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),提供給數(shù)字電路處理使用。
三防平板電腦中的重力加速度傳感器是由 MEMS(微機(jī)械電子系統(tǒng))根據(jù)上述原理做成的一個(gè)很小的集成電路,其長寬只有幾毫米,直接輸出代表重力加速度的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。
常見的重力加速度計(jì)型號(hào)有:MMA7660/8452/7260(模擬)、BMA023/150/222/250、LIS331/302、APXL345、KXTE9、DMAR05/
06。
常見的重力加速度計(jì)的外形及封裝如圖1所示。
三防平板電腦中重力加速度計(jì)電路的外形與封裝2 重力加速度計(jì)電路的工作原理
以MMA7660三軸重力加速度計(jì)電路為例說明,其電路如圖2所示。
圖2 重力加速度計(jì)的電路連接方框圖
MMA7660的引腳說明:
① RES:接地。此腳為“保留”引腳,有的接電源,有的接地。
② NC:不用。
③ AVDD和⑨DVDD:接電源VDD3.3V。
④ AVSS和⑧DVSS:接地。
⑤ INT:中斷輸出,當(dāng)該IC有數(shù)據(jù)變化時(shí),此引腳輸出低電平。
⑥ SCL:I2
C總線的時(shí)鐘端。
⑦ SDA:I2
C總線的數(shù)據(jù)端。
三防平板電腦中工作過程:當(dāng)③⑨腳加上電源后,內(nèi)部執(zhí)行初始化,將芯片置于準(zhǔn)備好的就緒狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)到物體芯片運(yùn)動(dòng)后,芯片就將這些變化的重力加速度數(shù)據(jù)保存起來,然后從 INT 引腳向 CPU 發(fā)出中斷信號(hào),CPU 檢測(cè)到中斷后,就通過⑥腳⑦腳的 I2
C 總線讀取 MMA7660中的數(shù)據(jù),并由 CPU 處理(分析、判斷)這些數(shù)據(jù),然后將這些重力加速度數(shù)據(jù)送給顯示器顯示;或者送給其他執(zhí)行部件,如電動(dòng)機(jī)等,去做相應(yīng)的控制和執(zhí)行;或者將取出的數(shù)據(jù)送給程序、軟件等,這就是三防平板電腦中重力加速度計(jì)的工作過程。
三防平板電腦中不同型號(hào)的重力加速度計(jì)的引腳符號(hào)及定義說明
不同型號(hào)的重力加速度計(jì)的引腳符號(hào)情況如圖3所示。各引腳符號(hào)的說明如下:
圖3 三防平板電腦中不同型號(hào)的重力加速度計(jì)的引腳圖
符號(hào):VDD、VCC、AVDD、DVDD、SVDD、DVCC、VDDIO、VRT和VIF為電源引腳。
符號(hào):INT、INT1、INT2為中斷輸出引腳。
符號(hào):SDA為 I2
C總線的數(shù)據(jù)引腳。
符號(hào):SCL為I2
C總線的時(shí)鐘輸入引腳。
符號(hào):CS、CSB為芯片選擇/選中引腳。
符號(hào):SA0、SA1、IADDR0為芯片地址引腳。
符號(hào):VSS、GND、AVSS、DVSS為接地引腳。
圖3中的幾種型號(hào)的重力加速度計(jì)和MMA7660基本一樣,都是從I2
C總線獲取數(shù)據(jù)。