特征

2.16 V至3.6 V電源電壓

1.8V兼容IOs

<1兆瓦功耗

±2g/±8g動態選擇滿標度

I2C/SPI數字輸出接口

可編程中斷發生器

嵌入式點擊和雙擊識別

嵌入式自由落體和運動檢測

嵌入式高通濾波器

嵌入式自檢

10000 g高沖擊生存能力

符合ECOPACK®RoHS和“綠色”標準（見第9節）

應用

自由落體檢測

動作激活功能

游戲和虛擬現實輸入設備

振動監測和補償

說明

LIS331DL，屬于ST運動傳感器，是消費最小的低功耗三軸線性加速度計。這個設備具有數字I2C/SPI串行接口標準輸出和智能嵌入式功能。傳感元件，能夠檢測加速度，使用專用ST公司開發的生產慣性的工藝硅傳感器和執行器。IC接口是用CMOS制造的允許設計專用電路的過程為了更好地匹配感測元件特性。LIS331DL具有用戶可動態選擇的功能滿量程為±2g/±8g用輸出數據速率測量加速度100赫茲或400赫茲。自測試功能允許用戶檢查傳感器在最終應用中的功能。該裝置可被配置成產生慣性喚醒/自由落體中斷信號超過可編程加速閾值至少在三個軸中的一個軸上。閾值和中斷發生器的定時是可編程的由最終用戶動態執行。LIS331DL可用于塑料接地網陣列包（LGA），并保證在延長的溫度范圍內操作-40°C至+85°C。

機械和電氣規范

機械特性

表3.機械特性@Vdd=2.5 V，T=25°C，除非另有說明（1）

1.產品在出廠時校準為2.5V。工作電源范圍為2.16V至3.6V。

2.不保證典型規格

3.通過晶片級測試和初始偏移和靈敏度測量進行驗證

4.MSL3預處理后的典型零g電平偏移值

5.可通過啟用內置高通濾波器消除偏移

6.如果使用STM位，則所有軸的符號值都會發生變化

7.自檢輸出隨電源的變化而變化。“自檢輸出更改”定義為輸出[LSb]（CTRL_REG1上的自檢位=1）-輸出[LSb]（CTRL_REG1上的自檢位=0）。1LSb=4.6g/256，8位表示，±2.3g滿量程

8.由于設備過濾，啟用自檢模式時，3/ODR后輸出數據達到最終值的99%

9.ODR是輸出數據速率。規格見表4

化學特性

表4。Vdd=2.5 V，T=25°C時的電氣特性，除非另有說明（1）

1.產品在出廠時校準為2.5V。工作電源范圍為2.16V至3.6V。

2.不保證典型規格

3.在這種情況下，可以在不阻塞通信總線的情況下移除維持Vdd_IO的Vdd測量鏈斷電。

4.濾波器截止頻率

5.退出掉電模式后獲取有效數據的時間

絕對最大額定值

高于“絕對最大額定值”的應力可能導致永久性損壞到設備。這只是一個應力額定值和設備在這些壓力下的功能操作條件不是隱含的。長期暴露在最高評級條件下可能影響設備可靠性。

注：任何針腳上的電源電壓不得超過6.0 V

術語

靈敏度

靈敏度描述了傳感器的增益，可通過施加1g等方法確定加速到它。由于傳感器可以測量直流加速度，因此可以通過將感興趣的軸指向地球中心，記錄輸出值，旋轉傳感器旋轉180度（指向天空）并再次記錄輸出值。通過做因此，對傳感器施加±1 g加速度。從中減去較大的輸出值較小的一個，將結果除以2，得到傳感器的實際靈敏度。這個溫度和時間的變化很小。靈敏度公差描述了大量傳感器的靈敏度范圍。

零重力水平

零g電平偏移（TyOff）描述實際輸出信號與理想值的偏差如果沒有加速度，則輸出信號。水平表面上處于穩定狀態的傳感器X軸和Y軸各測量0g，而Z軸測量1g。輸出理想情況下處于傳感器動態范圍的中間（輸出寄存器00h的內容，數據表示為2的補碼數）。在這種情況下，與理想值的偏差是稱為零重力偏移。偏移量在一定程度上是MEMS傳感器和因此，將傳感器安裝到印刷電路上后，偏移量可能會略有變化或者將其暴露在廣泛的機械應力下。偏移量隨溫度變化很小，參見“零g液位變化與溫度”。零公差（TYG）描述了電平一組傳感器的零-g水平范圍的標準偏差。

自檢

自檢允許在不移動傳感器的情況下檢查其功能。自檢功能是當CTRL_REG1（控制寄存器1）的自檢位編程為“0”時關閉。當ctrl_reg1的自檢位被編程為“1”，向傳感器施加驅動力，模擬確定的輸入加速度。在這種情況下，傳感器輸出將出現變化在他們的直流電平，這是通過設備靈敏度選定的滿標度。當自檢激活時，設備輸出電平由由作用在傳感器上的加速度和靜電試驗力產生的信號。如果輸出信號在表3中規定的振幅范圍內變化，則傳感器工作正常，接口芯片參數在規定范圍內規范。

點擊和雙擊識別

點擊和雙擊識別功能有助于創建人機界面軟件過載很少。該設備可配置為在在任何方向上敲擊時使用專用銷。如果傳感器暴露在單一輸入刺激下，它會在慣性上產生一個中斷請求中斷引腳（INT1和/或INT2）。一個更高級的功能允許生成中斷當應用“雙擊”刺激時請求。兩者之間的可編程時間事件允許靈活地適應應用程序需求。鼠標按鈕式應用程序，如點擊和雙擊，可以實現。用戶可根據預期振幅和刺激的時間。

功能

線性加速度計封裝在LIS3313中，是一種低功耗的數字加速度計LGA包。整個裝置包括傳感元件和IC接口從傳感元件獲取信息并向外部提供信號通過I2C/SPI串行接口。

傳感元件

專利工藝用于制造表面微機械加速度計。這個這項技術可以實現懸浮硅結構基板上的幾個點稱為錨定點，并可在感測方向上自由移動加速。為了與傳統的包裝技術兼容，一個蓋子被放在上面傳感元件頂部，以避免在塑料封裝。當加速度施加到傳感器上時，驗證質量從其標稱質量位移位置，導致電容半橋不平衡。這種不平衡是被測量出來的利用電荷積分來響應施加在電容器上的電壓脈沖。在穩態下，電容器的標稱值為小功率因數，當加速度為應用時，電容性負載的最大變化在fF范圍內。

IC接口

整個測量鏈由一個低噪聲電容放大器組成將MEMS傳感器的電容不平衡轉換為模擬電壓最后由模數轉換器提供給用戶。加速度數據可通過I2C/SPI接口訪問，從而使特別適合與微控制器直接接口的設備。LIS331DL具有一個數據就緒信號（RDY），它指示測量的加速度數據是可用的，因此簡化了數字同步的數據使用設備的系統。LIS331DL也可配置為產生慣性喚醒和自由落體根據已編程加速事件沿啟用軸發出中斷信號。自由落體和喚醒可以同時在兩個不同的引腳。

工廠校準

IC接口在工廠進行了靈敏度（So）和零g電平（TyOff）校準。微調值存儲在設備內部的非易失性存儲器中。任何時候裝置開啟后，微調參數被下載到寄存器中使用在正常操作期間。這使得無需進一步校準即可使用設備。

設備核心通過Vdd線供電，而I/O焊盤通過Vdd連接線。電源去耦電容器（100 nF陶瓷，10μF Al）應盡可能靠近裝置的引腳14（一般設計慣例）。所有電壓和接地電源必須同時存在，以便IC的行為（參考圖5）。可以移除Vdd并保持Vdd_IO在不阻塞通信總線的情況下，測量鏈斷電。裝置的功能和測量的加速度數據是可選的，并且可通過I2C/SPI訪問接口。什么時候使用I2C，CS必須綁得很高。兩個中斷引腳（INT 1和INT 2）的功能、閾值和定時可以是完全由用戶通過I2C/SPI接口編程。

4.1焊接信息

LGA包裝符合ECOPACK®、RoHS和“綠色”標準。它是符合JEDEC J-STD-020C的焊接耐熱性。焊接過程中保持“引腳1指示器”未連接。

數字接口

嵌入在LIS331DL中的寄存器可以通過I2C和SPI串行接口。后者可以被SW配置為在3線或4線中操作接口模式。串行接口映射到相同的焊盤上。選擇/利用I2C接口，CS線路必須綁高（即連接到Vdd U IO）。

I2C串行接口

LIS331DL I2C是總線從機。I2C用于將數據寫入寄存器內容也可以讀回。下表給出了相關的I2C術語。

有兩個信號與I2C總線相關：串行時鐘線（SCL）和串行數據線（SDA）。后者是用于發送和接收數據的雙向線路到/從接口。兩條線路都通過上拉電阻器連接到Vdd_IO嵌入到LIS331DL中。公共汽車空閑時，兩條線路都很高。I2C接口符合快速模式（400 kHz）I2C標準以及正常模式。

I2C操作

總線上的事務通過啟動（ST）信號啟動。啟動條件是定義為當SCL線保持在高電平時數據線上的高到低轉換。之后這已經被主控傳輸，總線被認為是繁忙的。數據的下一個字節在啟動條件后傳輸，在前7位中包含從機的地址，并且第八位告訴主機是從機接收數據還是向其發送數據。當一個地址被發送時，系統中的每個設備會比較前7位在一個起始條件及其地址之后。如果它們匹配，則設備認為自己已尋。與LIS331DL關聯的從屬地址（SAD）為001110xb。SDO/SA0墊可以用于修改設備地址的低有效位。如果SDO連接到pad電源LSb為'1'（地址0011101b），否則如果SDO pad連接到地面，LSb值為“0”（地址0011100b）。這個解決方案允許連接和處理兩個不同的加速度計連接到同一I2C總線。必須有確認的數據傳輸。發射器必須釋放SDA線路在確認脈沖期間。然后接收器必須將數據線拉低，以便在應答時鐘脈沖的高周期內保持穩定的低電平。一個接收器必須在數據的每個字節之后生成一個確認收到。嵌入在LIS331DL中的I2C的行為類似于從設備，并且必須遵守協議。在啟動條件（ST）之后，發送從機地址，一次從機確認（SAK）已返回，將傳輸一個8位子地址：7LSb表示實際寄存器地址，而MSB啟用地址自動遞增。如果子字段的MSb為1，則SUB（寄存器地址）將自動遞增允許多個數據讀/寫。從機地址由一個讀/寫位完成。如果位是“1”（讀取），則重復啟動（SR）條件必須在兩個子地址字節之后發出；如果位為“0”（寫入）主機將在方向不變的情況下發送給從設備。表10解釋了SAD+讀/寫位模式組成，列出了所有可能的配置。

數據以字節格式（Data）傳輸。每次數據傳輸包含8位。號碼每次傳輸傳輸的字節數是無限的。數據以最高有效位傳輸（MSb）第一個。如果另一個字節接收不到數據，則無法執行其他一些功能，它可以保持時鐘線，SCL低，迫使發射機進入等待國家。只有當接收器準備好接收另一個字節并釋放時，數據傳輸才會繼續數據線。如果從機接收器沒有確認從機地址（即它不能接收，因為它正在執行一些實時功能）數據線必須保持在高位。然后主機可以中止傳輸。SDA線上的一個從低到高的轉變SCL線高時被定義為停止條件。每次數據傳輸必須由于生成停止（SP）條件而終止。為了讀取多個字節，有必要斷言子地址字段的最高有效位。換句話說，SUB（7）必須等于1，而SUB（6-0）表示要讀取的第一個寄存器的地址。在所提供的通信格式中，MAK是主確認，NMAK是No主確認。

SPI總線接口

LIS331DL SPI是總線從機。SPI允許寫入和讀取設備。串行接口通過4線與外界交互：CS、SPC、SDI和SDO。

CS是串行端口啟用，由SPI主機控制。一開始就很低傳輸并在最后返回高位。SPC是串行端口時鐘由SPI主機控制。當CS高（無傳輸）時，停止高電平。SDI和SDO分別是串口數據的輸入和輸出。這些線是在SPC的下降沿，應在SPC的上升沿捕獲。

讀寄存器和寫寄存器命令在16個時鐘脈沖或在多字節讀/寫的情況下為8的倍數。位持續時間是兩者之間的時間SPC下降沿。下降后，第一位（位0）從SPC的第一個下降沿開始CS的邊緣，而最后一位（位15，位23，…）從SPC的最后下降沿開始在CS崛起的邊緣之前。位0:RW位。0時，數據DI（7:0）寫入設備。當為1時，數據為（7:0）從設備讀取。在后一種情況下，芯片將在第8位開始時驅動SDO。

位1:MS位。當0時，地址將在多個讀/寫命令中保持不變。當為1時，地址將在多個讀/寫命令中自動遞增。

位2-7：地址AD（5:0）。這是索引寄存器的地址字段。

位8-15：數據DI（7:0）（寫入模式）。這是將寫入設備（MSb）的數據第一）。

位8-15：數據DO（7:0）（讀取模式）。這是將從設備（MSb）讀取的數據第一）。

在多個讀/寫命令中，還將添加8個時鐘周期的塊。當MS位為0用于讀/寫數據的地址對于每個塊都保持相同。當MS位是1用于讀/寫數據的地址在每個塊遞增。SDI和SDO的功能和行為保持不變。

SPI Read命令由16個時鐘脈沖執行。多字節讀取命令是在前一個時鐘脈沖上加上8個時鐘脈沖塊。

位0：讀取位。值為1。

位1:MS位。當0不遞增地址時，當1在多個閱讀。

位2-7：地址AD（5:0）。這是索引寄存器的地址字段。

位8-15：數據DO（7:0）（讀取模式）。這是將從設備（MSb）讀取的數據第一）。

第16位-。。。：數據DO（…-8）。多字節讀取中的進一步數據。

SPI寫入命令由16個時鐘脈沖執行。多字節寫入命令是在前一個時鐘脈沖上加上8個時鐘脈沖塊。

位0：寫入位。值為0。

位1:MS位。當0不遞增地址時，當1在多個寫作。

位2-7：地址廣告（5:0）。這是索引寄存器的地址字段。

位8-15：數據DI（7:0）（寫入模式）。這是將寫入設備內部的數據（MSb優先）。

第16位-。。。：數據DI（…-8）。多字節寫入的進一步數據。

3線模式下的SPI讀取

通過在中設置為1位SIM（SPI串行接口模式選擇）進入3線模式控制寄存器2。

SPI讀取命令由16個時鐘脈沖執行：

位0：讀取位。值為1。

位1:MS位。當0不遞增地址時，當1在多個閱讀。

位2-7：地址AD（5:0）。這是索引寄存器的地址字段。

位8-15：數據DO（7:0）（讀取模式）。這是將從設備（MSb）讀取的數據第一）。多讀取命令也可在3線模式下使用。

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