超低功耗獨(dú)立運(yùn)動開關(guān)

· 在參考運(yùn)動檢測模式下，當(dāng)加速度樣本在用戶定義的時(shí)間段內(nèi)比內(nèi)部定義的參考值至少高出用戶設(shè)置的數(shù)量時(shí)，則檢測到運(yùn)動。啟用運(yùn)動檢測后會計(jì)算參考值，并且獲取的第一個(gè)樣本將用作參考點(diǎn)。只有加速度與此初始方位的偏差足夠大時(shí)，才會檢測到運(yùn)動。參考配置使運(yùn)動檢測非常敏感，甚至可以檢測到最細(xì)微的運(yùn)動事件。

CN0274評估軟件在搜索運(yùn)動時(shí)采用參考工作模式。

非運(yùn)動檢測

加速度在指定的時(shí)間段內(nèi)始終低于指定閾值時(shí)，即檢測到非運(yùn)動事件。有兩種非運(yùn)動檢測事件：絕對非運(yùn)動檢測和參考非運(yùn)動檢測。

· 使用絕對非運(yùn)動檢測時(shí)，在用戶設(shè)置的時(shí)間內(nèi)將加速度樣本與用戶設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，以確定是否不存在運(yùn)動。

· 使用參考非運(yùn)動檢測時(shí)，則在用戶定義的時(shí)間內(nèi)將加速度樣本與用戶指定的參考進(jìn)行比較。器件首次進(jìn)入喚醒狀態(tài)時(shí)，第一個(gè)樣本將用作參考點(diǎn)，并且圍繞該點(diǎn)應(yīng)用閾值。如果加速度保持在閾值范圍內(nèi)，器件將進(jìn)入休眠狀態(tài)。如果加速度值超出閾值范圍，該點(diǎn)將用作新的參考，然后針對該點(diǎn)重新應(yīng)用閾值。

CN0274評估軟件在搜索非運(yùn)動時(shí)采用參考工作模式。

鏈接運(yùn)動和非運(yùn)動檢測

可以同時(shí)使用運(yùn)動和非運(yùn)動檢測功能，然后通過主機(jī)處理器手動處理，或者也可以配置為通過多種方式進(jìn)行交互：

· 在默認(rèn)模式下，運(yùn)動和非運(yùn)動檢測功能都處于使能狀態(tài)，并且所有中斷都必須由主機(jī)處理器處理;也就是說，處理器必須讀取每個(gè)中斷，然后才能清零并再次使用。

· 在鏈接模式下，運(yùn)動和非運(yùn)動檢測功能彼此鏈接，以致在任意給定時(shí)間都只有一項(xiàng)功能處于使能狀態(tài)。一旦檢測到運(yùn)動，就會認(rèn)為器件處于運(yùn)動或喚醒狀態(tài)，然后不再搜索運(yùn)動：下一個(gè)事件預(yù)期為非運(yùn)動，因此只有非運(yùn)動檢測起作用。如果檢測到非運(yùn)動，則認(rèn)為器件處于靜止或休眠狀態(tài)。此時(shí)下一個(gè)事件預(yù)期為運(yùn)動，于是只有運(yùn)動檢測起作用。在此模式下，主機(jī)處理器必須處理每個(gè)中斷，然后使能下一操作。

· 在環(huán)路模式下，運(yùn)動檢測的工作方式與上文所述鏈接模式相同;但是，無需由主機(jī)處理器處理中斷。此配置簡化了常用運(yùn)動檢測的實(shí)施，并且通過減少總線通信功耗而增強(qiáng)了省電效果。

· 如果在鏈接模式或環(huán)路模式下使能自動休眠模式，則在檢測到非運(yùn)動事件后，器件會自主進(jìn)入喚醒模式，而一旦檢測到運(yùn)動事件，則重新進(jìn)入測量模式。

CN0274評估軟件采用自動休眠和環(huán)路模式來演示ADXL362的功能。

AWAKE bit是一個(gè)狀態(tài)位，用于指示ADXL362是處于喚醒狀態(tài)還是休眠狀態(tài)。檢測到運(yùn)動條件表明器件處于喚醒狀態(tài)，檢測到非運(yùn)動條件則表明器件處于休眠狀態(tài)。

喚醒信號可映射至INT1或INT2引腳，因此可用作狀態(tài)輸出，以便根據(jù)加速度計(jì)的喚醒狀態(tài)連接下游電路的電源或斷開其電源連接。與環(huán)路模式一起使用時(shí)，此配置可以實(shí)現(xiàn)一種微小的自主運(yùn)動激活開關(guān)。

如果下游電路的導(dǎo)通時(shí)間在可接受范圍內(nèi)，則這種運(yùn)動開關(guān)配置能夠消除應(yīng)用中其余部分的待機(jī)功耗，從而顯著降低系統(tǒng)級功耗。這種待機(jī)功耗通常會超過ADXL362的整個(gè)功耗范圍。

中斷

ADXL362的一些內(nèi)置功能可觸發(fā)中斷，以便針對某些狀態(tài)條件向主機(jī)處理器發(fā)出提醒。

通過設(shè)置INTMAP1和INTMAP2寄存器中的適當(dāng)位，可將中斷映射至兩個(gè)指定輸出引腳(INT1和INT2)之一(或兩者)。所有功能都可以同時(shí)使用。如果多個(gè)中斷映射至一個(gè)引腳，則中斷的OR組合決定該引腳的狀態(tài)。

如果沒有功能映射至某個(gè)中斷引腳，則該引腳自動配置為高阻抗?fàn)顟B(tài)(高阻態(tài))。引腳也會在復(fù)位后進(jìn)入此狀態(tài)。

檢測到特定狀態(tài)條件時(shí)，則會激活該條件映射至的引腳。默認(rèn)情況下，引腳配置為高電平有效，因此激活后引腳會變?yōu)楦唠娖?。不過，通過在適當(dāng)?shù)腎NTMAP寄存器中設(shè)置INT_LOW引腳，可以將配置切換為低電平有效。

INT引腳可連接到主機(jī)處理器的中斷輸入端，并以中斷程序?qū)χ袛嘧鞒鲰憫?yīng)。由于多個(gè)功能可映射至同一個(gè)引腳，STATUS寄存器可用于確定導(dǎo)致中斷觸發(fā)的具體條件。

CN0274評估軟件對ADXL362的配置為：檢測到運(yùn)動后，INT1引腳為高電平;檢測到非運(yùn)動后，INT1引腳為低電平。

測試結(jié)果

所有測試均使用EVAL-CN0274-SDPZ和EVAL-SDP-CS1Z執(zhí)行。演示器件的功能時(shí)，運(yùn)動閾值設(shè)置為0.5 g，非運(yùn)動閾值設(shè)置為0.75 g，而非運(yùn)動樣本數(shù)量設(shè)置為20。搜索運(yùn)動時(shí)，只需任意軸上的一個(gè)加速度樣本越過閾值。

開始時(shí)，將電路定位為電池組與桌子貼合，印刷電路板(PCB)可沿任意方向緩慢旋轉(zhuǎn)90°，從而在接近與初始方位垂直的位置這一過程中使得加速度越過閾值。

圖2顯示了CN0274評估軟件的屏幕截圖，其中ADXL362起初處于休眠狀態(tài)并搜索運(yùn)動。接著，樣本11越過閾值時(shí)，ADXL362進(jìn)入喚醒狀態(tài)并開始搜索非運(yùn)動。閾值進(jìn)行調(diào)整，以表明器件正在搜索非運(yùn)動。

圖2. 評估軟件輸出的屏幕截圖

為了更好地展示，已利用圖上的單選按鈕禁用了X軸和Z軸曲線。

ADP195的輸出(或中斷引腳本身)通過數(shù)字萬用表測量。ADXL362處于喚醒狀態(tài)時(shí)，中斷變?yōu)楦唠娖讲DP195的EN引腳驅(qū)動至高電平，進(jìn)而將MOSFET的柵極驅(qū)動至低電平，從而導(dǎo)致開關(guān)閉合，這樣就會接通任意下游電路與電源的連接。相反，ADXL362處于休眠狀態(tài)時(shí)，中斷會將ADP195的EN引腳驅(qū)動至低電平，進(jìn)而將MOSFET的柵極驅(qū)動至高電平，從而導(dǎo)致開關(guān)斷開。

PCB布局考慮

在任何注重精度的電路中，必須仔細(xì)考慮電路板上的電源和接地回路布局。PCB應(yīng)盡可能隔離數(shù)字部分和模擬部分。本系統(tǒng)的PCB采用4層板堆疊而成，具有較大面積的接地層和電源層多邊形。有關(guān)布局和接地的詳細(xì)論述，請參見MT-031指南;有關(guān)去耦技術(shù)的信息，請參見MT-101指南。

ADXL362的電源應(yīng)當(dāng)用1 μF和0.1 μF電容去耦，以適當(dāng)抑制噪聲并減小紋波。這些電容應(yīng)盡可能靠近器件。對于所有高頻去耦，建議使用陶瓷電容。