從MEMS加速計傳感器本身出發，其操作模式就應該具有靈活性。如圖1所示，我們知道傳感器的分辨率以及輸出數據速率，相對於另一方麵的電流消耗
，兩者之間必須有所折中——fenbianlvhuoshujusulvyuegao，dianliuxiaohaojiuyueda，fanzhiyiran。suoxingshimianshangdeyixiechuanganqizhixuzaihenshaodeweianhuanjingxiajiunengyunxing，zaiguanbidianyuanhuodaijimoshixiayezhihuixiaohaojinamiandedianli。

 

圖1：傳感器參數影響了電池壽命

 

針對一些高要求的應用程序
，傳感器的運行模式可以迅速更換，隻在真正有需要時,才(cai)會(hui)提(ti)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)和(he)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)。有(you)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)甚(shen)至(zhi)能(neng)夠(gou)自(zi)動(dong)轉(zhuan)換(huan)模(mo)式(shi)。客(ke)戶(hu)可(ke)自(zi)行(xing)配(pei)置(zhi)活(huo)動(dong)狀(zhuang)態(tai)下(xia)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)和(he)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)，並(bing)自(zi)定(ding)義(yi)啟(qi)動(dong)它(ta)的(de)條(tiao)件(jian)。這(zhe)時(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)會(hui)進(jin)入(ru)靜(jing)止(zhi)狀(zhuang)態(tai)，但(dan)仍(reng)會(hui)繼(ji)續(xu)測(ce)量(liang)數(shu)據(ju)，並(bing)以(yi)極(ji)低(di)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)和(he)分(fen)辨(bian)率(lv)進(jin)行(xing)，等(deng)出(chu)現(xian)設(she)定(ding)條(tiao)件(jian)(動作事件)才切換回到啟動狀態。

 

另一個不錯的設計原則是利用低供電水平，因為較低的供電水平也意味著更低的電流消耗。這就是為什麼對於低功率的應用，1.8V電源是首選。

 

在zai某mou些xie設she計ji中zhong，可ke以yi使shi用yong傳chuan感gan器qi的de功gong率lv循xun環huan。傳chuan感gan器qi的de電dian源yuan隻zhi有you在zai需xu要yao測ce量liang時shi才cai會hui被bei激ji活huo，否fou則ze傳chuan感gan器qi就jiu會hui處chu於yu關guan閉bi狀zhuang態tai。我wo們men可ke以yi通tong過guo從cong微wei控kong製zhi器qi的de引yin腳jiao上shang提ti供gong傳chuan感gan器qi的de電dian源yuan來lai實shi現xian。如ru圖tu2所(suo)示(shi)。在(zai)應(ying)用(yong)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)時(shi)
，需(xu)要(yao)正(zheng)確(que)的(de)計(ji)算(suan)功(gong)耗(hao)預(yu)算(suan)，因(yin)為(wei)每(mei)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)啟(qi)動(dong)都(dou)需(xu)要(yao)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)配(pei)置(zhi)和(he)等(deng)待(dai)，直(zhi)到(dao)輸(shu)出(chu)被(bei)確(que)定(ding)，並(bing)提(ti)供(gong)正(zheng)確(que)的(de)數(shu)據(ju)。

 

圖2：透過為控製微控製器針腳控製傳感器電源供應

 

大多數MEMSjiasujidoushishuzichuanganqi，zhedaibiaotamenkeyijiangceliangdemonixinhaozhuanhuanchengshuzishuju。yinweiyoujichengdemonixinhaozhuanhuanqi
，jiashangduixinhaoshizhendemingandujiaodi
，wuliaoqingdanxiangmudeyijianshao，danzhebingbushiweiyideyoudian。qianrudezhongduanshengchengqiMEMS加速計可以在滿足用戶設定的參數條件發生時，產生觸發信號，這就是用動作感應喚醒功能的方式。微控製器(MCU)配置傳感器來產生一個喚醒觸發器，並進入功耗極低的睡眠模式。當一個動作被檢測到是，傳感器會產生一個中斷信號，MCU接到信號後會切換到一個合適的操作模式

，然後處理剛剛發生的情況。

 

數字傳感器也可以接管有微控製器執行的運動處理有關的任務。MCU當然可以執行相同的工作，但是功率效率要低得多——MCU的耗電是一毫安計算，傳感器則是微安。檢測自由落體、單點、雙擊(用戶動作類似鼠標點擊)、人像/景觀方向檢測等，是通過傳感器內部邏輯實現的。MCU不需要進行任何計算，隻需要等待一個中斷觸發，並且隻在它發生時對動作作出反應。

 

數字傳感器經常集成可配置的過濾器，這些過濾器是用來測量加速度數據的。可使用低通(low-pass)

、高通(high-pass)甚至是犯混疊過濾器
，用於MCU預處理數據，並增加卸載分流。

 

嵌入傳感器的數據緩衝器大多屬於先進先出(FIFO)的類型
，因為它可以讓MCU減少讀取數據的頻率，因此降低當前電流消耗。這樣微控製器就可以執行其他任務、延長休眠時間
，同時也節省了與傳感器串口通訊所需的時間。

 

傳chuan感gan器qi與yu微wei控kong製zhi器qi之zhi間jian的de串chuan行xing通tong信xin也ye會hui增zeng加jia整zheng體ti功gong耗hao。對dui超chao低di功gong耗hao的de應ying用yong來lai說shuo，每mei處chu理li一yi個ge微wei安an倍bei，串chuan行xing通tong信xin都dou有you可ke能neng產chan生sheng重zhong大da影ying響xiang。大da多duo數shuMEMS加速計都是通過串行外設接口(SPI)和I2C接口進行通信的。SPI接口在功耗方麵效率更高

，原因有三：一是通信線路上沒有會造成額外電流消耗的引線;二是支持更高的數據率;三是串行協議的開銷減少。

 

無論使用哪種接口，我們還是可以大幅減少串行通信
，方法是讓應用程序利用數據準備中斷(data ready interrupt)
，而不進行傳感器輪詢(polling)，也就是持續請求新數據的可用性狀態。當傳感器完成數據測量和轉換後，數據準備中斷自動生成
，新的數據集將由MCU讀取。當這個中斷被激活時，MCU會馬上通過單一的讀取動作，讀取來自傳感器的輸出數據。

 

ruqianwensuoshu
，chuanganqishuchudeshujulvjiaodi，yiweizhedangqiandehaodianliangjiaodi
，yinci，suoweidedanshujuzhuanhuanjizhikeyishichuanganqiyuyingyongchengxusuoxudeshujuwanmeipipei，rutusansuoshi。shiyongzhezhongjizhi，yaomeshiyouchuanganqiyinjiaoshangdewaibuchufaxinhao
，yaomeshiyoushiyongchuanxingzhilingcongMCU發起的寄存器寫入。這樣獲得的數據就會存儲在傳感器中。傳感器還可以啟動一個數據準備中斷信號，通知MCU數據轉換已經完成，現在可以通過應用程序讀取數據。有了這個功能
，無論是低於1Hz，還是任何預先定義範圍以外的數據速率都可以實現。

 

圖3：單一數據轉換機製

 

本文討論了對低功耗應用相當重要的MEMS加速儀傳感器功能，以及如何將之利用在係統設計上。意法半導體最新推出的LIS2DW12超低功耗3軸MEMS加速儀，能利用加速儀傳感器為新型應用程序的設計帶來靈活性，因為它電流消耗最低可達1Ua
，加上多個運行模塊、輸出數據速率範圍極廣、豐富的嵌入式
、高溫穩定度和各種強化功能
，例如數位過濾器和先進先出緩衝器。我們相信許多低功耗應用都能享受LIS2DW12的優點。這款傳感器將為用戶提供優勢，尤其是在一下領域：動作感應功能與用戶界麵、手持式裝備智能節能功能、電器相關動作監測
，還有無線傳感器節點的撞擊識別登錄(impact recognition logging)。

 

 

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