基于LSM303AH：超紧凑、高性能eCompass模块

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STMCU小助手发布时间：2023-4-19 19:27

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文章简介:	基于LSM303AH：超紧凑、高性能eCompass模块

引言
本文档旨在提供ST LSM303AH eCompass六轴惯性传感器模块相关的使用信息和应用提示。
LSM303AH是系统级封装的3D数字磁力计和3D数字加速度计，具有数字I²C和3线SPI接口标准输出。由于磁力计和加速度计均具有超低噪声性能，始终具有低功耗特性，并结合了高传感精度，因此能够为客户提供最佳运动体验。器件具有超低功耗工作模式，可实现高级节能、智能睡眠唤醒以及恢复睡眠功能。
该器件的磁场动态范围高达±50高斯，其用户可选择的满量程加速度范围为±2g/±4g/±8g/±16g.
可以对LSM303AH进行配置，使其产生用于磁场检测的中断信号，并由较高的应用层自动提供硬磁补偿。
经过配置，LSM303AH可利用硬件识别出的自由落体事件、6D方向、单击和双击感应、活动或不活动、唤醒事件，来产生中断信号。
LSM303AH可兼容主要操作系统的要求，提供真实和虚拟传感器。它在硬件中进行了设计，可实现大幅运动检测、倾斜检测和计步功能。
LSM303AH内置256级先进先出（FIFO）缓冲器提供给用户存储数据，可以减少主控的干预。
LSM303AH采用纤薄的小型塑料焊盘栅格阵列封装(LGA)，可确保在更大的温度范围（-40°C至+85 °C）内正常工作。
SMD封装的超小尺寸和重量使其成为手持便携式应用的理想选择，如智能手机、物联网（IoT）连接设备，穿戴，以及需要减小封装尺寸和重量的其他应用。

1引脚说明

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1.1 INT_MAG/DRDY引脚配置
INT_MAG/DRDY引脚可配置为具有一个HW信号，以确定新的一组测量数据何时可以读取或中断事件何时发生。
通过将CFG_REG_C_M寄存器中的INT_MAG位置为1，可以将STATUS_REG寄存器中的Zyxda数据就绪信号驱动到INT/DRDY引脚（更多详情请参见第 6.3节：使用数据准备就绪信号）。
通过将CFG_REG_C_M寄存器中的INT_MAG_PIN位置为1，可以将INT_SOURCE_REG_M寄存器中的INT信号驱动到INT_MAG/DRDY引脚（更多详情请参见第 10节：磁力计中断产生）。
注：
CFG_REG_C_M中的INT_MAG和INT_MAG_PIN位都会将INT_MAG/DRDY引脚配置为数字输出，但只有一个信号（INT或DRDY）可被传送到INT_MAG/DRDY引脚上。如果两个位均置位，则只有INT信号会按照下表所示进行传送。
下表总结了CFG_REG_C_M寄存器的INT_MAG和INT_MAG_PIN位的不同配置下INT_MAG/DRDY引脚状态和功能。

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3磁力计操作模式
LSM303AH磁力计具有三种工作模式：
•空闲模式；
•连续模式；
•单次模式。
上电后，磁力计执行一段20 ms的启动程序来加载trimming参数。启动完成后，磁力计会自动配置为空闲模式。
为了避免潜在冲突，在上电时序期间，建议将连接到器件IO引脚的线路设置为主机侧的高阻抗状态。此外，为保证器件能正确关断，建议将Vdd线接地的持续时间保持至少100μs。
磁力计的工作模式可以通过CFG_REG_A的MD [1:0]位来设置，如下表所示。

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在所有三种工作模式中，磁场动态范围的典型值为50高斯，这在磁场与某一感应轴完全对齐时适用。在横轴方向存在杂散场的情况下，磁场动态范围会降低到25高斯（在最坏的情况下）。

3.1空闲模式
当磁力计处于空闲模式时，几乎所有的器件内部模块都会关闭，以最大限度地降低功耗。数字接口（I²C和SPI）仍然在工作，以便能够与器件进行通信。保留配置寄存器的内容而不更新输出数据寄存器，可保持进入空闲模式前存储器中采样的最后数据。

3.2连续模式
可通过将CFG_REG_A_M寄存器中的MD [1:0]位写入00，来使能连续模式。
在连续模式下，器件连续执行测量并将结果放入输出数据寄存器。通过配置CFG_REG_A_M中的LP位可以选择高分辨率模式或低功耗模式（请参考第 4节：磁力计功耗模式）。
在连续模式下，可以使用CFG_REG_A_M寄存器的ODR [1:0]位来选择输出数据速率，如下表所示。

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3.3单次模式
LSM303AH磁力计提供了高分辨率和低功耗模式下的单模（请参考第 4节：磁力计功耗模式）。
单模配置允许根据需要执行单次采集；通过在CFG_REG_A_M寄存器中将MD [1:0]位写入01，可触发采集。执行测量后，STATUS_REG_M寄存器的Zyxda、zda、yda、xda位被声明，输出寄存器中的数据可用，磁力计可通过将MD [1:0]位置为11来将自动配置为空闲模式。单模与编程的ODR无关：它取决于微控制器/应用处理器写入MD [1:0]位的频率。单模下可达到的最大ODR频率如下表所示，严格取决于所选功耗模式（请参考第 4节：磁力计功耗模式）。

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