关于加速度加速度传感器在嵌入式系统中电路搭建及驱动实现

论文导读：droidorIOSplatform，rarelyinWindowsARMplatform.Inthispaper，fromtheaspectsoftheprincipleofthesensorcircuitinterfaceaswellascircuitinterfaceanddriverimplementation，theapplicationofaccelerationsensorintheWindowsARMembeddedsystemsisintroduced.Keywords：acce
摘要： 加速度传感器在手机、PAD、防盗等多种电子设备产品已有广泛的应用，而目前绝大多数的加速度传感器都搭建在Android或者IOS平台，很少搭建在Windows ARM平台。文章从传感的原理、电路接口以及驱动实现三个方面来说明加速度传感器在Windows ARM嵌入式系统上的应用。
关键词： 加速度传感器； 电路接口； Windows ARM嵌入式系统； 驱动
1006-8228（2013）01-30-02
Construction of circuit structures and implementation of driver of acceleration sensor in embedded system
Du Shiying
（Jiaxing Vocational Technical College， Jiaxing， Zhejiang 314036， China）
Abstract： With the development of science and technology， the acceleration sensor is widely applied in the phone， PAD， anti-theft and other electronic equipment products. Most acceleration sensors are constructed in Android or IOS platform， rarely in Windows ARM platform. In this paper， from the aspects of the principle of the sensor circuit interface as well as circuit interface and driver implementation， the application of acceleration sensor in the Windows ARM embedded systems is introduced.
Key words： acceleration sensor； circuit interface； windows ARM embedded systems； driver
0 引言
加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。加速度计有两种：一种是角加速度计，是由陀螺仪（角速度传感器）改进的；另一种是线加速度计。
线加速度计的原理是惯性原理，也就是力的平衡，A（加速度）=F（惯性力）/M（质量），所以只需要测量F即可。测量F可以用电磁力去平衡这个力，得到F对应于电流的关系，并用实验去标定这个比例系数。当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的。
所谓的压电效应就是对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应。
一般加速度传感器就是利用了其内部由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。当然，还有很多其他方法来制作加速度传感器，比如压阻技术，电容效应，热气泡效应，光效应等，其最基本的原理都是由于加速度使某个介质产生变形，通过测量其变形量，并用相关电路转化成电压输出。
1 加速度传感器外部接口以及与SOC接口电路

1.1 外部接口

MEMSIC器件是基于单片CMOS集成电路制造工艺而生产出来的一个完整的双轴加速度测量系统，就像其他加速度传感器有重力块一样，MEMSIC器件是以可移动的热对流小气团作为重力块。器件通过测量由加速度引起的内部温度的变化来测量加速度VDD内部数字电路电源电压输入脚，直流电源电压必须控制在+3V到+

5.25V之间。

⑴ VDA：内部模拟电路电源电压输入脚。直流电源电压必须控制在+3V到+5.论文导读：的灵敏度设置成不同的值。⑷TOUT：学位论文www.7ctime.com内部温度传感器缓冲输出脚。此脚输出的模拟电压所指示的是管芯衬底的温度，此电压可用于测量周围环境温度度的变化量，而不是对温度直接测量。当环境温度发生变化时，Tout的输出电压相对于25℃时的电压就产生一个差值。用此差值可以对传感器的零点偏置和灵敏度进行
25V之间。
⑵ AOUTX：轴加速度感应输出脚。与之相连的器件的输入阻抗需足够高，以保证此脚的输出电流不大于100μA，灵敏度在出厂前被设置成与轴相同，但可以根据用户的要求将两个轴的灵敏度设置成不同的值。
⑶ AOUTY：Y轴加速度感应输出脚。与之相连的器件的输入阻抗需足够高，以保证此脚的输出电流不大于100μA，灵敏度在出厂前被设置成与轴相同，但可以根据用户的要求将两个轴的灵敏度设置成不同的值。
⑷ TOUT：学位论文www.7ctime.com
内部温度传感器缓冲输出脚。此脚输出的模拟电压所指示的是管芯衬底的温度，此电压可用于测量周围环境温度度的变化量，而不是对温度直接测量。当环境温度发生变化时，Tout的输出电压相对于25℃时的电压就产生一个差值。用此差值可以对传感器的零点偏置和灵敏度进行补偿。
⑸ MEMSIC：标准产品选择的是内部时钟800kHz。当选择内部时钟时此脚必须接地，根据客户的特殊要求，MEMSIC可以使用外部时钟的产品，外部时钟的频率范围为400kHz至

1.6MHz。

⑹ Vref：输出一个

2.50V的参考电压。此脚的驱动能力为100μA。

⑺ GND：接地。

1.2 与SOC接口电路

加速度传感器的输出电压与加速度成正比，为了测量加速度传感器芯片的输出电压[3]，通常使用带有A/D的微控制器，具体连接方法如图2所示。Xout与A/D IN管脚之间的RC是起滤波作用，用于减小时钟噪声。加速度传感器与微控制器之间不要有高电流。电源与地之间的0.1uF的电容是去耦电容。要尽量减小加速度传感器与微控制器的距离。源于：党校毕业论文范文www.7ctime.com