ADXL345实验报告要点.pdf

基于 ADXL345 加速度传感器的运动检测实验 朱梦雪 【实验目的】 1、 了解 ADXL345 加速度传感器的工作原理和连接方式 ； 2、 掌握传感器的数据存储方式和将数据换算成加速度的方法 ； 3、 培养查找资料应用传感器的能力。 【实验原理】 1、 ADXL345 三轴加速度计概述 ： ADXL345 是 ADI （ Analog Devices, Inc. ）公司于2009 年发布的一款数 字式三轴加速度传感器，也是该公司第一款输出数码信号的加速度传感器。 ADXL345 最大量程可以达到 ±16g ，可以进行高分辨率（13 位）测量。数字输出 数据为 16 位二进制补码的形式，可通过 SPI （3 线或 4 线）或者 I2C 数字接口 访问。ADXL345 的具体应用方法如下： 1 ） 可以在倾斜感测应用中测量静态重力加速度，还可以从运动或者振动中生 成动态加速度。它的高分辨率（4mg/LSB ）能够分辨仅为0.25°的倾角变 化。 2 ） 动态和静态感测功能可以检测有无运动发生，以及在任何轴上的加速度是 否超过用户设置的水平。 3 ） 点击感测功能可以检测单击和双击动作。 4 ） 自由落体感测功能可以检测该设备是否正在掉落。 这些功能可以映射到中断信号输出的引脚上。一个集成的 32 级 FIFO 可储存 多达 32 个 X、 Y 和 Z 数据样本集，从而最小化对主处理器的影响。低功耗模 式采用智能功率管理模式，并且具有阈值感测和运动加速度测量功能。ADXL345 采用 14 引脚塑料封装，具有 3mm×5mm×1mm 的小巧纤薄的外形尺寸，是符 合 RoHS 规定的无铅产品。 2、 ADXL345 三轴加速度计工作原理 ： ADXL345 加速度传感器首先由前端感应器件感测加速度的大小，然后由感应 电信号器件转为可识别的电信号，这个信号是模拟信号。ADXL345 中集成了 AD 转换器，可以将此模拟信号数字化，我们知道在计算机系统中数字信号一律用补码 的形式来表示，在这也是如此，AD 转换器输出的是 16 位的二进制补码。 经过数 字滤波器的滤波后在控制和中断逻辑单元的控制下访问 32 级 FIFO ，通过串行接口 读取数据。ADXL345 的控制命令也是通过接收来自串口的读写命令来实现的，这主 要是对寄存器的操作。 ADXL345 具体数字信号与加速度十进制数值转换方法如下所示： 1 ）若加速度为正，例如 00 01 00 01 （H ） 则二进制表示为 0 0001 0000 0001 （前三位为符号位，表征加速度为正），其 补码为 0 0001 0000 0001 ，因此加速度数值就等于二进制补码转化为十进制 ( 8 0) 3.9 后与比例因子相乘，即a = 2 +2 × = 1.0023 2 ）若加速度为负，例如 FF FF 00 01 （H ） 则二进制表示为 1 0000 0001 （前三位为符号位，表征加速度为负），其补码为 ( 8 ) 3.9 0 1111 1111 ，因此加速度a = 2 − 1 × = 0.9945 3、 Matla