三轴加速度传感器使用说明.doc

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1、三轴加速度传感器模块使用说明概述H48C三轴加速度传感器能测量在三个轴（X、Y、Z）方向上的±3g的加速度值，模块板载一个自动负载调节器，为H48C提供3.3V的电源，H48C输出的模拟信号（电压）由模块上的MCP3204（四通道，12-bit）读取并转换为数字信号输出。特点l测量范围±3g（每个轴）l使用MEMS(微型机电系统)技术，实现自动补偿l板载自动负载调节器，和高解析度的ADCl体积小巧：0.7"x0.8"(17.8mmx20.3mm)l工作温度范围广-25°to75°C基本连线图H48C连接到C51上只需要直接选择任意三个脚连接连接即可，如图1图1

2、*与单片机连接的引脚可以任意选择工作原理通过MEMS技术，和内置的补偿H48C加速度传感器通过MCP3204模数转换器实现同步输出，要获取指定轴加速度的值，实际上是读取指定轴的电压在通过下面的公式计算出加速度的值，公式如下：G=((axis–vRef)/4095)x(3.3/0.3663)在这个公式中axis和vRef表示通过AD转化得到的计数值，4095是一个12-bitADC的最大计数输出，3.3是H48C提供给内部的电压，0.3663是加速度1g的时候H48C输出的电压。我们可以把公式简化成如下表达式。G=(axis–vRef)x0.0022引脚的定义以

3、及说明（1）CLK同步时钟输入（2）DIO双向数据/从主机通信（3）Vss电源地（0V）（4）Zero-G“自由落体”输出，高电平有效（5）CS片选信号，低电平有效（6）Vdd电源+5v标号说明最小典型最大单位VDD工作电压4.55.05.5VVSS地连接0VIDD工作电流710MaVIH高电压输入0.7VDDVVIL低电压输入0.3VDDVVOH高电压输出4.1VVOL低电压输出0.4V采样率200SpsADC（MCP3204）分辨率12Bit测量范围-3+3g敏感度366.3mV/g精度10%非线性度-2+2%工作温度范围-2575℃Zero-G输出高电

4、平3.23.3VZero-G输出延时1ms确定H48C的X、Y、Z轴如下图关于MCP3204Microchip的MCP3204/3208器件是具有片上采样和保持电路的12位逐次逼近型模数（Analog-to-Digital，D）转换器。MCP3204可被编程为提供2组伪差分输入对或4个单端输入。MCP3208可被编程为提供4组差分输入对或8个单端输入。它使用与SPI协议兼容的简单串行端口与器件通信。器件的转换速率可高达100ksps。MCP3204/3208器件具有2.7V至5.5V的宽电压工作范围。功能框图如下：图2通过标准的SPI兼容串行接口实现与MCP3

5、204/3208的通信。将CS线拉为低电平可以启动与器件之间的通信。如果在引脚CS为低电平时给器件上电，则首先必须将此引脚拉高，然后再拉低才能启动通信。在CS为低电平且D为高电平时接收到的第一个时钟IN构成启动位。启动位后跟的SGL/DIFF位用于确定使用单端还是差分输入模式进行转换。之后的三位（D0、D1和D2）用于选择输入通道配置。相关内容具体见MCP3204的数据手册。控制位选择如图3。由于C51没有SPI串口，这里需要使用C51的i/o通过软件模拟方式来实现SPI通信。与MCP3204通信的SPI时序图如图4。控制位选择图3MCP3204与C51通信时

6、序参考图图4DEMO程序说明SPI是一种简单的串行通信协议很容易用软件方式模拟。软件模拟用SPI0，0方式与MCP3204通信。CS信号为片选信号，低电平有效，所以在实现SPI通信时应该先拉低CS信号，通信结束后再拉高CS信号，终止SPI通信。下图为发送1bit的时序图（最高位优先）。可以看到，我们首先通过数据口发送一个BIT位，然后时钟口才发送出一个脉冲。在下一个时钟脉冲发送之前，发送完一位数据。图5发送数据程序如下：voidSEND_1(void){SPI_IO=1;SPI_CLK=1;_nop_();_nop_();SPI_CLK=0;_nop_();_

7、nop_();_nop_();_nop_();}上述程序发送一位数据1，发送数据0的程序与其类似。这样我们就可以利用模拟的SPI跟MCP3204发送命令了。由于向MCP3204发送命令，以及从MCP3204接收数据，并不是同时发生，所以这里使用一个I/O口实现了数据的发送与接收。下图为1-bit数据接收到时序图。图6这里采用的是POST模式，即接收数据应该在两个脉冲之间进行。接收数据程序如下：unsignedintread_spi(void){unsignedintread_verh=0;unsignedintread_verl=0;unsignedcharc

8、ount;for(count=0;co