加速度模块使用手册

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1、 让您的设计轻松上路 1 加速度传感器模块通用手册 （ HQ7260、 HQ7001、 HQ7455、 HQ7101） 重庆飞拓电子 （ ） 二九年五月 让您的设计轻松上路 2 说 明 本手册主要针对 HQ7260、 HQ7001、 HQ7455、 HQ7101四种加速度模块的使 用进行说明。其中： HQ7260、 HQ7101为模拟三轴加速度传感器模块 HQ7455、 HQ7001为数字三轴加速度传感器模块 用户可以根据自己的实际需求来选择适合自己的模块，模块在设计过程中，充 分考虑了兼容性，如用户没有特殊用法，可以很容易的实现模块的更换，更方便 测试。 使用前请仔细阅读相关 IC数据手册，

2、本手册仅供模块使用 参 考。 HQ7260-基于飞思卡尔 的 MMA7260的模拟三轴加速度模块 ； HQ7101-基于 ADI公司 的 ADXL330的模拟三轴加速度模块 HQ7455-基于飞思卡尔 的 MMA7455的数字三轴加速度模块 HQ7001-基于 ST公司 的 LIS3LV02DQ的数字三轴加速度模块 本手册所有文档资料，如有不足之处欢迎批评指正！ 重庆飞拓电子 2009.5.1 让您的设计轻松上路 3 一、模块功能简介 HQ7260-基于飞思卡尔 的 MMA7260的模拟三轴加速度模块 ； HQ7101-基于 ADI公司 的 ADXL330的模拟三轴加速度模块 HQ7455-基

3、于飞思卡尔 的 MMA7455的数字三轴加速度模块 HQ7001-基于 ST公司 的 LIS3LV02DQ的数字三轴加速度模块 二、模块结构图 四种模块 采 用了 统一 的 L-DIP10封装形式 ，方便使用， 结构图 如 下 ： 三、 PIN使用说明（附实物图）： HQ7260模块 HQ7101模块 表 1 HQ7260、 HQ7101模拟三轴加速度模块 PIN HQ7260 说 明 HQ7101 1 VDD/3.3V 第二电源输入 /3.3V输出 VDD/3.3V 让您的设计轻松上路 4 2 Enable 模块使能（高有效） 公共地 GND 3 Z Z轴数据输出 Z 4 Y Y轴数据输出

4、Y 5 X X轴数据输出 X 6 GS1 量程选择 1 - 7 GS2 量程选择 2 - 8 - 测试脚 ST 9 GND 公共地 GND 10 VCC 5V电源输入 VCC 注：当使用 VCC供电时， PIN1为 3.3V输出；当不使用 VCC供电时， PIN1可以 根据芯片所 需 电源供电（ 需取消 5V/3.3V DC/DC电源 IC）。 HQ7455模块 HQ7001模块 表 1 HQ7455、 HQ7001模拟三轴加速度模块 PIN HQ7455 说 明 HQ7001 1 VDD/3.3V 第二电源输入 /3.3V输出 VDD/3.3V 2 AD0 I2C地 址位 （ 建议 高） 外

5、部 时 钟 CK 3 Enable I2C使能（ 默认 高， I2C有效） CS 4 INT1 中断 1输出 INT 5 INT2 中断 2输出 IO电源输入 VDD_IO 6 SDO SPI串行 数据输出 SDO 7 SDA I2C数据输出 /SPI数据输入 / SDA 8 SCL I2C、 SPI时 钟 SCL 9 GND 公共地 GND 10 VCC 5V电源输入 VCC 注： 1、当使用 VCC供电时， PIN1为 3.3V输出；当不使用 VCC供电时， PIN1 可以根据芯片所 需 电源供电（ 需取消 5V/3.3V DC/DC电源 IC）； 2 、模块可以通 过 PIN2设置 I2

6、C、 SPI两种接口方式 ， 默认设置 为 I2C模 式 ； 3、 HQ7001模块 PIN5为 IO电源输入脚，可以 提 供 1.71Vdd的 电源， 方便 与其他接口 电 平连接。 让您的设计轻松上路 5 四 、使用说明 HQ7260、 HQ7001、 HQ7455、 HQ7101 四种加速度模块为了测试方便， 均采 用 高品质 DC/DC电源 IC,提 供 5V供 电接口 ，模块对 电源电 路进行了细 致 的 处理 ， 确保信号 的 稳定 。 1、 HQ7260模拟三轴加速度模块 HQ7260模块 采 用 飞思卡尔 MMA7260方 案 ，对 外围电 路进行了 必 要的 处理 ， 用户可

7、以 直接 上 电 测试 和 使用 ； MMA7260ic采 用 3.3V电压 供 电 ，用户可以 直接给 HQ7260提 供 3.3V电压； 测 量范围是正负 1.5g6g， 1g=9.8m/s。 一般智能车 上加速度 的 极限情况 ，需要 10cm 内从 4m/s减到 1m/s，根据 公式 v2*v2-v1*v1=2*a*s，加速度 a=37.5m/s2=3g， 符 合 应 用要求。加速度传感器上有四 个 测 量范围 的 档位 选择。如 下图 ： 在 正常情况下 ， 3.3V供 电 ， 输出 x、 y、 z的模拟 电压 。加速度传感器的测 量 原理 本 质是两片弹 性 间距 的 平板电 容，

8、 改变间距即改变电 容， 因而改变输出电压 。 加速度 与电 容 平板 上的 电荷变化 有关 ；或者 说，加速度 与输出电压 的 变化情况 有 关， 而与输出电压 的 出示位置状态无 关 （与平板电 容的 初始 电 容 量无 关 ） 。 所 以加 速度的测 量一定 要用实 时 的 输出电压与 传感器 位置 固 定 后初始 输出电压 相 减 ， 才 能 得 到正确 的 最终 结 果 。 由 上 也 可以 看 出 ，加速度传感器的 位置 固 定是 要求很 严 格 的。 一 旦 三 维 位置 发生 变化 ，其 整 个 初始 加速度 值都 要 发生 变化 ， 这样 测 量 加 速度的 结 果肯 定 不

9、会 正确 。 关于 HQ7260的更多信息请参考 上的 HQ7260中 文使用手册 和 MMA7260的 datasheet。 2、 HQ7101模拟三轴加速度模块 HQ7101模块 采 用 ADI公司 的 ADXL330方 案 ， ADXL330 将 iMEMS(微机 电 系 统 ) 传感器 结构与信号 调 理结 合在 一 起 , 功耗 电 流降低至 200 A(在 2.0 V 电源电 压下 ), 比同类 器 件 的 功耗典型值低 50%。 该 加速度计的测 量 动 态范围是 3g。 具 有 10 000g额 定 耐冲 压 强 度 ,具 有 良好 的 0g偏 压稳定 性 和 良好 的 灵敏

10、度。 让您的设计轻松上路 6 ADXL330 的 微机械 传感器 集成 在 一片 硅晶体表面 , 传感器 与 硅晶 片 之 间 的 空 隙 可以 减 缓 加速度 产生 的 力 , 加速度使 移动物体 变形 , 独立固 定极板 以 及粘附 在 移动物体 上 形 成 的 电 容 差 是 衡 量结构变形 程度的 标准 , 固 定极板 由 180 相 位变 化 的方 波驱动 。 由 于 物体 变形 , 导 致 差 分 电 容 失去 平 衡 , 并通 过 微 传感器 输出与 加 速度 成 正 比 的 电压 幅 度。 解调 结 果 放大 后 , 通 过 一个 32 k 电 阻 (图 2 中的 RFILT)

11、输出 , 用户可以 通 过设 置电 容 Cx、 Cy和 Cz的 大小控制带 通 滤 波 器 通 带 范 围（ 模块使用 0.1uF电 容，用户可以根据需要自行 调 节 ） , 通 带 的选择要适合 于 具 体 的 运 用 , 对 于 X 轴 和 Y 轴 ,带宽 可以 从 0.5 Hz 1600 Hz, 而 对 于 Z轴 , 带宽 从 0.5 Hz到 550 Hz, 滤 波 器的 作 用 是提高 分 辨率 和减 少干扰 。 ADXL330 能 够 同 时 测 得 X、Y和 Z方 向 上的加速度 参量 , 并 且 在 这 三 个 方 向 上的数据 是正 交 的 , 传 感器的 错 位是 3 个 轴

12、 间 交叉干扰 的主要来 源 , 可以 通 过 校 准 来 减 小 这 种 干扰 。 ADXL330 采 用了 新 的设计 技术 , 保 证 了其 高 性 能 , 同时 避免 了使用 额 外 的 温 度 补 偿 电 路 , 这 种设计可以 最 大 限 度 地 减 少 量化 误 差 和 测 量结 果 的 非线 性 , 温 度的 滞 后 性 也 很 低 (-25 70 时 , 温 度的 影响小 于 3mg)。 在 电源 去 耦 方 面 , 绝大多 数 情况下 , 单 个 Cdc 为 0.1 F 时 可以 消除噪声干 扰 , 该 电 容 应 放 置 在 电源 引脚 附 近 , 降低 50 Hz 时

13、钟频率段噪声 对测 量结 果 的 干 扰 , 还 在 输 入 电源 上 并 联 10u电 容。 模块 各 种 参 数 是 在 电源电压 为 3 V 时 进行测 定和 标 称 的 , 但 电源电压范围 为 2 V 3.6 V, 当 电源电压变化 时 , 所得 到 的 参 数 也会发生 改变 ,因 为其 输出 敏 感度 随 着 电源电压 的 不同 而 不同 。 当 电源 为 3.6 V 时 , 输出 灵敏 度为 360 mV/g, 即输出 每增 加 360 mV, 测 得 的加速度 增 加 1 g, 在 电压 为 2.0 V 时 , 灵敏 度为 195 mV/g, 即输出 每增 加 195mV,

14、测 得 的加速度 增 加 1g。 同时 0 g(即 加速度为 0时 的 输出电压 )也 与电源电压 有关 ,约 为 VS/2(VS 为 电源电压 ), 也 就 是 说 , 如 果 电源 电压 为 3 V, 那么 无 加速度 时 输出 为 1.5 V, 当 有加速度 时 ,根据 输出电压和 灵敏 度 判断 加速度的 大小 和 方 向 。 例 如 : 若 灵敏 度为 360 mV/g, 输出电压 为 1.860 V, 则 测 得 的加速度为 1g。 噪声 的 输出与电源电压 值 无 关 , 当 电源电压 增大 时 噪声密 度 降低 , 这 是因 为 噪声 电压一定 的 情况下 , 刻 度 因 子 mV/g增大 。 当 电源电压 为 3.6 V时 , X、 Y 轴的 噪声密 度为 230 g/ Hz; 电源电压 为 2 V时 , 其 噪声密 度为 350 g/ Hz。 一般情况 加速度计的自测 响 应 约 与电源电压 成 正 比 , 但 是 考虑 到电源电