三防平板电脑中重力加速度(Gravitational Acceleration)传感器,又叫重力传感器(G-sensor)、加速度计(Accelerometer)、运动传感器(Motion Sensor)。主要测量由物体本身的重力/质量运动而产生的直线/曲线、速度和距离。如由于物体晃动、震动、颠簸、跌落、上升、下降等各种运动而引起的速度和距离的变化,就由重力传感器来测量。三防平板电脑中重力加速度计将这些变化量转化为电信号输出,送给处理器进行处理后,将这些数据送给执行部件,如送给显示屏显示,作为参数送给应用程序去执行,或者去控制一些其他部件,如开关、继电器、电动机等。
三防平板电脑中单轴加速度计只能检测一个方向的加速度数据,为了检测立体空间的重力加速度的变化,需在 X、Y、Z 三个轴上各安装一个重力加速度计,这样便成了三轴重力加速度计。这样在预先不知道物体运动方向的情况下,也能测出物体的加速度信号。
重力加速度计的种类:
① 压阻式。物体的运动会造成电阻大小的变化,从而引起电压的变化。
② 压电式。物体的运动造成晶体的变化,从而引起电压发生相应变化。
③ 容感式。物体的运动会造成电容大小的变化,从而引起电压的变化。
④ 热感式。物体的运动会造成温度的变化,从而引起电压的变化。
⑤ 电流式。物体的运动会造成电流大小的变化,从而引起输出电压的变化。
⑥ 谐振式。物体的运动会造成振荡频率的变化,间接造成电压的变化。
以上各种重力加速度传感器,最后都是将各种参数转化为电压的变化,有的直接输出代表重力加速度的电压,有的会把这个电压转换为数字信号,提供给数字电路处理使用。
三防平板电脑中的重力加速度传感器是由 MEMS(微机械电子系统)根据上述原理做成的一个很小的集成电路,其长宽只有几毫米,直接输出代表重力加速度的模拟信号或数字信号。
常见的重力加速度计型号有:MMA7660/8452/7260(模拟)、BMA023/150/222/250、LIS331/302、APXL345、KXTE9、DMAR05/
06。
常见的重力加速度计的外形及封装如图1所示。
三防平板电脑中重力加速度计电路的外形与封装2 重力加速度计电路的工作原理
以MMA7660三轴重力加速度计电路为例说明,其电路如图2所示。
图2 重力加速度计的电路连接方框图
MMA7660的引脚说明:
① RES:接地。此脚为“保留”引脚,有的接电源,有的接地。
② NC:不用。
③ AVDD和⑨DVDD:接电源VDD3.3V。
④ AVSS和⑧DVSS:接地。
⑤ INT:中断输出,当该IC有数据变化时,此引脚输出低电平。
⑥ SCL:I2
C总线的时钟端。
⑦ SDA:I2
C总线的数据端。
三防平板电脑中工作过程:当③⑨脚加上电源后,内部执行初始化,将芯片置于准备好的就绪状态。当检测到物体芯片运动后,芯片就将这些变化的重力加速度数据保存起来,然后从 INT 引脚向 CPU 发出中断信号,CPU 检测到中断后,就通过⑥脚⑦脚的 I2
C 总线读取 MMA7660中的数据,并由 CPU 处理(分析、判断)这些数据,然后将这些重力加速度数据送给显示器显示;或者送给其他执行部件,如电动机等,去做相应的控制和执行;或者将取出的数据送给程序、软件等,这就是三防平板电脑中重力加速度计的工作过程。
三防平板电脑中不同型号的重力加速度计的引脚符号及定义说明
不同型号的重力加速度计的引脚符号情况如图3所示。各引脚符号的说明如下:
图3 三防平板电脑中不同型号的重力加速度计的引脚图
符号:VDD、VCC、AVDD、DVDD、SVDD、DVCC、VDDIO、VRT和VIF为电源引脚。
符号:INT、INT1、INT2为中断输出引脚。
符号:SDA为 I2
C总线的数据引脚。
符号:SCL为I2
C总线的时钟输入引脚。
符号:CS、CSB为芯片选择/选中引脚。
符号:SA0、SA1、IADDR0为芯片地址引脚。
符号:VSS、GND、AVSS、DVSS为接地引脚。
图3中的几种型号的重力加速度计和MMA7660基本一样,都是从I2
C总线获取数据。