应用ADXL50设计的加速度-频率测量仪器
ADXL345中文PDF(数字加速度计)
2010年4月-修订版0至修订版A 更改特性部分和概述部分 ......................................................... 1 更改技术规格部分 ...................................................................... 3 更改表2和表3 ............................................................................... 5 增加封装信息部分、图2和表4；重新排序........................... 5 更改表5的引脚12描述 ................................................................ 6 增加典型工作特性部分.............................................................. 7 更改工作原理和电源时序部分 ................................................ 12 更改省电部分、表7、表8、自动休眠模式部分和待机模式 部分................................................................................................. 13 更改SPI部分.................................................................................. 14 更改图36至图38 ........................................................................... 15 更改表9和表10 ............................................................................. 16 更改I2C部分和表11 ..................................................................... 17 更改表12 ........................................................................................ 18 更改中断、活动、静止、自由落体部分............................... 19 增加表13 ........................................................................................ 19 更改FIFO部分............................................................................... 20 更改自测部分和表15至表18 ..................................................... 21 增加图42和表14 ........................................................................... 21 更改表19 ........................................................................................ 22
ADXL345简介
ADXL345概述ADXL345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计，分辨率高(13位)，测量范围达±16g。
数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI(3线或4线)或I2C数字接口访问。
ADXL345非常适合移动设备应用。
它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。
其高分辨率(3.9mg/LSB)，能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。
该器件提供多种特殊检测功能。
活动和非活动检测功能通过比较任意轴上的加速度与用户设置的阈值来检测有无运动发生。
敲击检测功能可以检测任意方向的单振和双振动作。
自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。
这些功能可以独立映射到两个中断输出引脚中的一个。
正在申请专利的集成式存储器管理系统采用一个32级先进先出(FIFO)缓冲器，可用于存储数据，从而将主机处理器负荷降至最低，并降低整体系统功耗。
低功耗模式支持基于运动的智能电源管理，从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。
ADXL345采用3 mm × 5 mm × 1 mm，14引脚小型超薄塑料封装。
ADXL345特性超低功耗：VS= 2.5 V时（典型值），测量模式下低至23uA，待机模式下为0.1μA 功耗随带宽自动按比例变化用户可选的分辨率10位固定分辨率全分辨率，分辨率随g范围提高而提高，±16g时高达13位(在所有g范围内保持4 mg/LSB的比例系数)正在申请专利的嵌入式存储器管理系统采用FIFO技术，可将主机处理器负荷降至最低。
单振/双振检测，活动/非活动监控，自由落体检测电源电压范围：2.0 V至3.6 VI / O电压范围：1.7 V至VSSPI（3线和4线）和I2C数字接口灵活的中断模式，可映射到任一中断引脚通过串行命令可选测量范围通过串行命令可选带宽宽温度范围（-40°C至+85℃）抗冲击能力：10,000 g无铅/符合RoHS标准小而薄：3 mm× 5 mm× 1 mm，LGA封装。
基于Arduino的重力加速度测量仪
基于Arduino的重力加速度测量仪作者：杨磊来源：《中国信息技术教育》2017年第20期摘要：利用单摆测量加速度实验是高中物理最经典的实验之一，它在各级公开课、各省市高考中频繁出现，是高中物理教学的重点内容之一。
本文提出，将开源控制平台Arduino控制器结合传感器融入实验，不仅能够提高学生学习兴趣，开阔其实验思路，而且可让学生在做实验的过程中对自己的实验思路进行改进并创新。
关键词：Arduino；传感器扩展版；蓝牙中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2017）20-0065-03基于Arduino的重力加速度测量仪有效提升了传统实验的效率。
它充分利用开源硬件的优势，并将计算思维融入教具研发的全过程，使用C语言进行软件开发，实现了数学计算；它通过运用蜂鸣器、数码显示管、蓝牙传感器等，使实验全过程高度自动化、细节可视化。
不仅如此，它还克服了使用传统教具过程中的人为干扰因素。
例如，红外传感器代替人工计数，消除计数过程中的人为误差；利用电磁铁释放金属小球能避免因人为释放导致单摆变成螺旋摆的失误等。
● 硬件搭建及外观设计该仪器的硬件平台为Arduino，它是当前全球最流行的开源硬件之一，为全球开发者提供广阔的硬件开发平台环境，代表着未来硬件开发的新趋势。
Arduino简便的开发方式使得开发者更能关注创意与实现，高效地完成项目的开发任务，大大节约学习成本，缩短项目的开发周期。
该仪器的底座由环保塑料积木搭建而成，整体无焊接、无胶水，内部硬件通过杜邦线连接，体现即拆即用的设计风格，实现核心组件及传感器的重复利用，如图1及下页表。
● 软件设计Arduino IDE基于Processing IDE开发，对于初学者来说，它不仅极易掌握，而且具有足够的灵活性。
Arduino语言基于Wiring语言开发，是对avr-gcc库的二次封装，它不需要太多的单片机基础及编程基础，就可快速地进行开发。
ADI推出车规级加速度计传感器ADXL314
ADI推出车规级加速度计传感器ADXL314胎压监测压力之外，还需同时监测这个参数胎压监测几乎成了中高端汽车的标配，但是胎压监测其实并不是很多人认为只要有一个压力传感器就可以了哦，实际上目前大部分的胎压监测里也集成了一个加速度计，作为启动开关来触发胎压监测的装置。
例如车一启动，有一些加速度的变化时才启动胎压监测，有些胎压监测则会配合车的运行速度来做一些基本的判断。
涉及到行车安全，胎压监测当然一定需要车规级方案，这样的加速度计应该怎么选呢？针对类似上述新兴市场，ADI推出了车规级（满足AEC-Q100）的加速度计传感器ADXL314，量程为200g，属于high-g的大量程。
小科普：一般情况下超过70g叫做high-g大量程加速度计，适用于碰击或是冲撞等比较大加速度变化的应用；中等量程middle-g一般是10g以上到40-70g，应用在振动条件下的加速度判断；low-g是10g以下，主要识别人体的状态判断，例如跌倒或倾角的判断。
提高电动汽车电池安全性，碰撞监测与烟感检测不可少提到电池想必大家对于BMS（电池管理系统）并不陌生，但在电池安全越来越受社会更高关注的今天，汽车碰撞瞬间对电压和电流的判断还不是那么直接。
针对电池在发生更严重事故时的安全设计，现在大家探讨比较多的有两大类技术——碰撞监测与烟感检测（烟感检测相关解决方案可点击此处查看）。
尽管有安全气囊也有事件数据记录仪（EDR），然而车在碰撞时，传感器与电池装在不同的位置，正面碰撞、追尾或是侧面碰撞，电池受到的影响是不一样的。
所以电池生产厂商或是电池供应商希望传感器能与电池在一起，实时感知电池本身受到了多大的加速度冲击影响，再根据不同的加速度等级来判断电池要采取什么样的保护措施。
得一提的是，ADXL314的工作温度可拓展到-40到+125℃的温度范围（一般的车规要求是到105℃），这是因为很多胎压监测的场景温度可能会超过105℃，ADXL314完全满足有些客户提出的到125℃的温度环境需求。
ADXL335_cn-加速度传感器
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ADXL335
绝对最大额定值
表2. 参数 加速度(任意轴、无电) 加速度(任意轴、有电) VS 所有其它引脚 输出短路持续时间(任意引脚 接公共端) 温度范围(有电) 存储温度范围
额定值 10,000 g 10,000 g −0.3 V至+3.6 V (COM − 0.3 V)至(VS + 0.3 V) 不定
2009年7月—修订版0至修订版A 更改图22 ......................................................................................... 9 更改“外形尺寸”........................................................................... 14
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ADXL335
技术规格
除非另有说明，TA = 25°C，VS = 3 V，CX = CY = CZ = 0.1 μF，加速度 = 0 g。保证所有最低和最高技术规格。不保证典型技术 规格。
表1. 参数 传感器输入
测量范围
非线性度 封装对齐误差 轴间对齐误差 跨轴灵敏度 1 灵敏度(比率)2 XOUT、YOUT、ZOUT灵敏度 温度引起的灵敏度变化 3 0 g偏置电平(比率) XOUT、YOUT的0 g电压 ZOUT的0 g电压 0 g失调与温度的关系
ESD警告..................................................................................... 4 引脚配置和功能描述 ................................................................... 5 典型性能参数 ................................................................................ 6 工作原理 ...................................................................................... 10
三轴加速度计ADXL345数据手册
ADXL345数据手册基本描述：ADXL345是一款小而薄的低功耗3轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16g。
数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI（3线或4线）或I2C数字接口访问。
ADXL345非常适合移动设备应用。
它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。
其高分辨率(4 mg/LSB)，能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。
该器件提供多种特殊检测功能。
活动和非活动检测功能检测有无运动发生，以及任意轴上的加速度是否超过用户设置的限值。
敲击检测功能可以检测单击和双击动作。
自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。
这些功能可以映射到两个中断输出引脚中的一个。
正在申请专利的32级先进先出(FIFO)缓冲器可用于存储数据，最大程度地减少主机处理器的干预。
低功耗模式支持基于运动的智能电源管理，从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。
ADXL345采用3 mm × 5 mm × 1 mm、14引脚小型超薄塑料封装。
功能特性：超低功耗：VS = 2.5 V时（典型值），测量模式下低至40 μA，待机模式下为0.1 μA功耗随带宽自动按比例变化用户可选的分辨率10位固定分辨率全分辨率，分辨率随g范围提高而提高，±16 g时达到最高分辨率13位（在所有g范围内保持4 mg/LSB的比例系数）正在申请专利的嵌入式FIFO技术可最大程度地减少主机处理器的负荷单击/双击检测活动/非活动监控应用程序：手机医疗仪器游戏,指的设备工业仪表个人导航设备硬盘驱动器(硬盘)保护芯扬国际（香港）有限公司。
采用双轴加速度传感器的斜度测量系统设计
采用双轴加速度传感器的斜度测量系统设计一、引言微机械惯性器件是微机电系统重要的研究内容，微惯性器件包括微陀螺和微加速度传感器。
采用微机电技术制造的微加速度传感器在寿命、可靠性、成本、体积和重量等方面都要大大优于常规的加速度传感器，使得其无论在民用领域，还是在军用领域都有着广泛的应用。
本文就是采用美国ADI公司出品的低功耗，功能完善的双轴加速度传感器。
ADXL202E作为斜度测量的传感器，给出了由ADXL202E与单片机AT89C52组成的斜度测量系统设计实例。
二、ADXL202E简介1、ADXL202E特点ADXL202E是一种低成本、低功耗、功能完善的、集双轴加速度传感器于一体的单块集成电路。
它既可测量动态加速度，又可测量静态加速度，其测量范围为2g。
它既具有模拟信号输出，又有脉宽占空比输出。
ADXL202E最大可承受1000g的剧烈冲击。
图1为ADXL202E的引脚排列图和引脚功能。
2、测量原理ADXL202E是基于单块集成电路的完善的双轴加速度测量系统。
它是一个以多晶硅为表面的微电机传感器和信号控制环路来执行操作的开环加速测量结构。
对每根轴而言，输出环路将模拟信号转换为脉宽占空比的数字信号。
这些数字信号直接与微处理器接口。
ADXL202E可测量正负加速度，其最大测量范围为2g。
ADXL202E也可测量静态加速度，可用作斜度测量。
传感器采用在硅片上经表面微加工的多晶硅结构，用多晶硅的弹性元件支撑它并提供平衡加速度所需的阻力。
结构偏转是通过由独立的固定极板和附在移动物体上的中央极板组成的可变电容来测量的。
固定极板通过方波的每p个相位控制。
加速度计受到加速度力后改变了可变电容的平衡，使输出方波的振幅与加速度成正比。
而相位解调技术用来提取信息判断加速方向。
解调器的输出通过32kW的固定电阻输出到脉宽占空比解调器。
这时，允许用户改变滤波电容的大小来设置输出信号的带宽。
这种滤波提高了测量的精度，并有效地防止频率混叠。
加速度计 应用场景
加速度计应用场景加速度计是一种能够测量物体加速度的传感器，它具有应用广泛的功能，可以充当车辆碰撞检测、电子设备控制和姿态控制等方面的重要角色。
下面将为大家详细介绍加速度计的应用场景。
一、行车安全汽车碰撞检测系统已经成为一款非常受欢迎的汽车安全装置。
在这样的系统中，加速度计能够感知车辆的急速加速、刹车和转弯。
如果车辆在行驶过程中发生碰撞，系统会立即检测到加速度计传感器中的大幅度变化，向气囊或安全带紧急锁定装置发送必要的信号，这样能够及时地使驾驶员和乘客免受伤害。
二、移动设备恢复加速度计也是智能手机、平板电脑等移动设备中的重要部件。
如果你曾经使用过iPhone，并注意到转动设备会导致屏幕方向发生变化。
这就是因为加速度计检测到了设备与重力的相对方向的变化。
许多游戏也利用加速度计技术控制游戏主角的移动和方向。
在其他类型的大型机器设备中，加速度计同样能够帮助操作员知道机器部件运动的方向和加速度，对于精细操作和故障排查来说非常有用。
三、人体运动跟踪加速度计同样可以被用来跟踪人体的运动。
许多运动手环利用加速度计检测人体运动情况，例如走路、跑步、睡眠等等。
游泳爱好者也可以使用具有加速度计功能的手表来记录游泳速度，从而更好地了解自身运动能力，提高训练效果。
四、飞行控制加速度计也是飞行器的重要组成部分，它可以帮助控制飞机、直升机、无人机等的姿态和稳定性。
加速度计技术能够通过检测位置的加速度来发现飞机上方是否发生其他飞机的碾压，从而使飞机能够及时纠正偏差、保持平稳。
总之，加速度计的应用范围非常广泛，从行车安全到人体状况监测，从制造产业设备到飞行器领域都有着不可替代的作用。
未来随着科技的不断发展，加速度计的应用功能将会更加丰富，它将继续发挥着其独有的作用。
基于3轴加速度计ADXL345的全功能计步器设计
基于3 轴加速度计ADXL345 的全功能计步器设计简介计步器是一种颇受欢迎的日常锻炼进度监控器，可以激励人们挑战自己，增强体质，帮助瘦身。
早期设计利用加重的机械开关检测步伐，并带有一个简单的计数器。
晃动这些装置时，可以听到有一个金属球来回滑动，或者一个摆锤左右摆动敲击挡块。
如今，先进的计步器利用MEMS（微机电系统）惯性传感器和复杂的软件来精确检测真实的步伐。
MEMS 惯性传感器可以更准确地检测步伐，误检率更低。
MEMS 惯性传感器具有低成本、小尺寸和低功耗的特点，因此越来越多的便携式消费电子设备开始集成计步器功能，如音乐播放器和手机等。
ADI 公司的3轴加速度计ADXL335, ADXL345 和ADXL346 小巧纤薄，功耗极低，非常适合这种应用。
本文以对步伐特征的研究为基础，描述一个采用3 轴图1. 各轴的定义让我们考虑步行的特性。
图2 描绘了一个步伐，我们将其定义为单位步行周期，图中显示了步行周期各阶段与竖向和前向加速度变化之间的关系。
图2. 步行阶段与加速度模式图3 显示了与一名跑步者的竖向、前向和侧向加速度相对应的x、y 和z 轴测量结果的典型图样。
无论如何穿戴计步器，总有至少一个轴具有相对较大的周期性加速度变化，因此峰值检测和针对所有三个轴上的加速度的动态阈值决策算法对于检测单位步行或跑步周期至关重要。
图3. 从一名跑步者测得的x、y 和z 轴加速度的典型图样算法步伐参数数字滤波器：首先，为使图3 所示的信号波形变得平滑，需要一个数字滤波器。
可以使用四个寄存器和一个求和单元，如图4 所示。
当然，。
adxl1001典型用法
adxl1001典型用法adxl1001是一款高性能的三轴加速度传感器，广泛应用于各种电子设备和智能设备中。
本文将介绍adxl1001的典型用法，包括其引脚功能、工作原理、使用步骤和注意事项。
一、引脚功能adxl1001有三个模拟输出引脚，分别是VCC、GND和DATA。
VCC 为电源引脚，用于提供电源电压；GND为接地引脚；DATA为数据引脚，用于输出模拟信号。
另外，它还有一个使能端口，ENX和ENT，分别控制X轴和Y轴的输出。
二、工作原理adxl1001的工作原理是基于惯性力传感器原理，通过测量物体加速度产生的作用力，将其转化为电信号输出。
当设备振动或倾斜时，传感器会输出相应的电信号，通过外接电路将电信号转化为数字信号，进行数据处理和输出。
三、使用步骤1. 连接电路：将adxl1001的VCC和GND分别接到设备电源上，将DATA引脚接到相应的数字I/O口上。
2. 初始化：在程序中调用相应的初始化函数，设置工作模式、分辨率等参数。
3. 读取数据：通过读取DATA引脚的电平变化，获取X、Y、Z轴的加速度数据。
4. 数据处理：根据实际应用需求，对获取到的数据进行处理和输出。
四、代码示例以下是一个简单的C语言代码示例，用于读取adxl1001的数据：```c#include <stdio.h>#include "adxl1001.h" // 包含adxl1001库文件#define ENX_PIN P1_2 // X轴使能引脚#define ENT_PIN P1_3 // Y轴使能引脚#define DATA_PIN P2_2 // 数据引脚void adxl1001_init(void) {// 初始化函数，设置工作模式、分辨率等参数}void adxl1001_read_data(void) {// 读取数据函数，通过读取DATA引脚的电平变化，获取X、Y、Z轴的加速度数据while (data_pin == 0); // 等待DATA引脚电平变化x = data_pin; // 获取X轴加速度数据y = data_pin; // 获取Y轴加速度数据z = data_pin; // 获取Z轴加速度数据}int main() {// 初始化电路和库文件adxl1001_init();while (1) {// 读取数据并处理printf("X: %d, Y: %d, Z: %d\n", x, y, z);delay(50); // 延时一段时间，以便观察数据变化 }return 0;}```五、注意事项在使用adxl1001时，需要注意以下几点：1. 确保设备振动或倾斜时，传感器能够正常工作；2. 根据实际应用需求，选择合适的分辨率和滤波器参数；3. 注意电源电压和电流的限制，避免过载和不稳定；4. 避免在强电磁干扰环境下使用传感器；5. 注意数据的处理和输出方式，确保数据的准确性和可靠性。
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应用ADXL50设计的加速度-频率测量仪器
ADXL50 加速度 频率 测量仪器
驱动焊接即在焊接的过程中施加振动，以保证在焊缝方向上能够稳幅和稳频振动。一般
的振动焊接仪器上都自带有加速度测量仪，但是传统的振动焊接的加速度测量仪器只能固定
在一点上进行测量，很难保证稳幅和稳频的效果。振动幅度和振动频率是表征振动过程的两
个主要参数。工程应用中，一般用振动加速度来代替振动幅度，二者都表达了振动过程中的
能量概念。在进行振动焊接时，需要准确而实时地测量加速度这个参数，以便于控制振动过
程，保证相关工艺效果。为了进一步研究振动焊接在特定测试板上的振动模式，利用现有条
件，围绕加速度传感器ADXL50设计开发了一种低成本、低功耗、使用及携带方便、显示直
观的振动加速度- 频率测量仪器。
1 设计方案
如图1所示，本仪器包括传感器及其外围电路、信号调理电路、加速度一频率显示三部
分。传感器及其外围电路封装于小型屏蔽容器内，固定于振动物体上，随之同步振动，输出
测量信号；信号调理电路接收电信号，进行放大、滤波等必要处理；经过处理后的信号被送
入显示部分，信号的频率和幅度以数值形式显示于LED数码管上，实现加速度和频率的实
时测量。
2 传感器及其外围电路的设计
选用了美国ADI公司生产的ADXL50加速度计作为振动传感器。它被集成了单片集成
电路上，采用差动电容作为敏感元件，用闭环反馈力平衡技术和完整的信号调理电路构成闭
环随动式加速度计，其输出电压与其感受的加速度成正比。
图2所示为ADXL50的引脚说明。ADXL50采用单电源 5V供电，最大测量范围为±50
g(g为重力加速度)，输出电压范围为0.25～4.75V，灵敏度为20mV/g。通过外接元件，结
合其内置的缓冲放大器，调节放大倍数和0g时的电平，也可构成滤波电路。
图3为传感器及其外围电路设计图。调节可变电阻R4可以使传感器ADXL50在零加速
度情况下的输出为2.5V。缓冲放大器放大倍数为 RC2/RC3=5，即传感器输出为0.1V/g。R
C2与CC3构成一低通滤波器，截止频率为1/RC2×CC3=303Hz，振动时效和振动焊接的频
率一般不超过200Hz，因而可以满足需求。
3 信号调理电路
3.1 放大电路
图4所示为信号调理电路中的放大器电路，它是一个由运算放大器构成的负反馈放大电
路，调节可变电阻RW2的阻值可进一步微调输出信号的放大倍数。输出信号减去0g电平，
可使放大器输出电压值恰好为加速度值的1/10，便于进一步进行数字显示。调节可变电阻R
W2的阻值可以微调0g电平，修正信号偏差。图中VSS为-5V供电电源，VCC为 5V供电
电源，其余各图与此相同，不予多述。为提高系统集成度，整个系统中使用的四个运放全部
由TLC27L4提供。
3.2 滤波电路
滤波电路如图5所示。选用美国TI公司生产的巴特沃斯四阶开关电容低通滤波器TLC
04作为滤波电路的主要组成部分，采用施密特触发器振荡器自定时的双电源供电。TLC04
的截止频率的稳定性只与时钟频率稳定性相关，截止频率时钟可调，其时钟一截止频率比为
50：1，因而设计截止频率为 1/1.69×RF1×CF1×50=251.8Hz，满足了振动时效和振动焊接
工艺的要求。
3.3 绝对值检波电路
通过绝对值检波电路（如图6所示）可以对交流信号进行绝对值处理，便于加速度值的
进一步数字显示。即当输入信号Vin>0时，输出信号Vout=Vin；而当Vin<0时，Vout=-Vi
n。
4 数据显示
4.1 加速度值显示
绝对值电路输出的电压信号在数值上等于加速度值的1/10。因此选用JL5135直流数字
电压表作为表头，直接通过数码显示输出信号的电压数值，同时设置数字电压表的小数点位
置，使之入大10倍后显示值为加速度数值。
4.2 频率值显示
把滤波电路输出的信号接入一开环放大器电路，使之成为相应频率的方波信号，利用J
L4ZPL-A四位数显自动频率表读出频率数值。
5 电源部分
整个系统采用4节1.5V充电干电池供电。为保证各集成电路芯片的正常工作，需提供
±5V电源。如图7所示，分别采用TPS7350和TPS6735作为 5V和-5V稳压电源。
本仪器调试成功后，多次用于振动时效和振动焊接工艺的测控中，如上海宝冶工业安装
公司进行的高炉厚板电渣焊振动焊接工艺试验等。该仪器以春便携式的设计、简单直观的使
用方式和精确的测量效果得到了相关技术人员一致好评。
在此基础上，作者将进一步深入研究，开发基于工控机、单片机的振动过程测量与控制
系统，最终形成完善的焊接振动时效和振动焊接的测控分析产品系列。