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Powerful Sensing Solutions for a Better LifeDTOS 加速度计完全集成式热价速度计MXC6225XUMXC6225XU - DTOS Accelerometer2010 MEMSIC, Inc.Information furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by MEMSICOne Technology Drive, Suite 325 Andover, MA 01810, USAfor its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No licenseTel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific permission of MEMSIC, Inc.03.02.2011Translation by Yang Zijian (2014/10/30 yangzijian_2009_12126.com)Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal Accelerometer产品特点完全集成式热价速度计概述X/Y 双轴8位，加速度A/D输出 ( 2g)美信数字热方向传感器（DTOS）是世界上第一款全集成的方向传感器，它是基于我们热微机电的专绝对0G误差小于 +/- 50mg利技术和 0.18uM 标准 CMOS 工艺制成。传感器不包含移动部件，从而消除了那些竞争产品在相关领4位置方向检测域出现的可靠性和可重复性方面的问题。同样，也消除了基于摆球方位传感器引起的可听见的“咔哒”具有中断输出的震动检测声。传感器的抗冲击能力超过 5000g，可以检测 4 个位置的方向并且具有震动和震动方向检测的功能。可编程的晃动阈值电压此外，传感器还能提供非常低的 0g 偏移 X/Y 轴加速信号。此加速度计使用 I2C 通信方式和外界连接，晃动方向检测提供中断（INT）引脚用以输出振动和方向的改变信号。该器件还可以同过 I2C 接口编程使其进入节I2C 接口能模式。节能模式抗冲击能力超过 50,000 g工作电源电压2.5V5.5V功能框图不产生机械噪声(click)封装尺寸 3x3x1mm应用消费类：手机数码相机数码摄像机液晶电视玩具MP3、MP4 播放器图 1家庭安防：传感器采用 6 引脚密闭标贴封装（3mmX3mmX1mm），该产品是符合 RoHS 标准，可以工作在-20暖风机70 的温度范围内。卤素灯泡Iron散热风扇MXC6225XU - DTOS Accelerometer2010 MEMSIC, Inc.Information furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by MEMSICOne Technology Drive, Suite 325 Andover, MA 01810, USAfor its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No licenseTel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific permission of MEMSIC, Inc.03.02.20112Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal Accelerometer引脚描述：LCC6封装引脚名称描述1INTDTOS 中断输出，此引脚的逻辑电平反映了 STATUS 寄存器 INT 位的状态。当数据和最后一次处理器读取的方向数据不一致或检测到震动时，INT 置位。当 STATUS 寄存器读取之后，INT 位清零。2NC正常工作时，此引脚悬空。3VDDDTOS 电源输入引脚，直流电源范围 2.55.5V。4I2C SCL此引脚是 DTOS I2C 接口串行时钟端，因为 DTOS 仅仅作为从机使用，所以此端口只能输入。5I2C SDA此引脚是 DTOS I2C 接口串行数据端，这是一个双向端口，当向 DTOS写入数据时是输入口，当读取数据时是输出口。图 2俯视图6GNDDTOS 电源地引脚。绝对最大额定参数电源电压（VDD）-0.5 V +7.0V储存温度-40C +150C最大加速度5000g*超出上述绝对最大额定值使用可能会造成器件永久性损坏。器件工作在这些条件下或在超过规范中关于使用部分的规定的条件下时，其功能得不到保证。图3侧视图器件长时间在绝对最大额定参数下工作可能会影响其可靠性。电气规格 1参数（单位）条件最小值典型值最大值工作电压范围（V）2.55.5电源电流（MA）上电模式0.91掉电模式0.00040.001起动时间(ms)2300500关断时间(ms)1工作温度范围（）-20+70电源上升时间（ms）310注意事项：1、除特别标注外，所有规格均在 3V 电压和室温条件下测量；2、有效时间数据是在推出掉电模式之后获取的；3、最大允许电源上升时间是从 0.25VA 到 2.5V（最小值）图4底视图的时间，缓慢的电源上升时间可能导致上电瞬间从 OTP 寄存器中取回错误的数据。传感器特性 1：LCC6封装图封装厚度：1.05mm +/- 0.1mm参数（单位）条件最小值典型值最大值测量范围（g）X/Y 轴2.0校正误差（）X/Y 轴1.02.0灵敏度误差（%）X/Y 轴-505灵敏度(LSB/g)X/Y 轴64灵敏度温度漂移（%）25 Delta 值12180g 失调偏置（mg）X/Y 轴(25)-30+300g 偏移温度系数（mg/）X/Y 轴(-20-70)0.33db 信号带宽（Hz）10注意事项：1、除特别标注外，所有参数均在 3V 电压和室温条件下测量。MXC6225XU - DTOS Accelerometer 2010 MEMSIC, Inc.Information furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by MEMSICOne Technology Drive, Suite 325 Andover, MA 01810, USAfor its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No licenseTel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific permission of MEMSIC, Inc.03.02.2011Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal Accelerometer数字参数：符号参数（单位）最小值典型值最大值VIH高电平输入电压（Volts）0.8*VDDVIL低电平输入电压（Volts）0.2*VDDVHYS施密特触发器输入滞回电压（Volts）0.1IIL所有输入漏电流(uA)-10+10IOL低电平输出电压(Volts)0.4数字开关特性：符号参数(单位)最小值典型值最大值top操作有效时间(us)120fSCLSCK 时钟频率(Hz)0400tr上升时间(us)0.3tf下降时间(us)0.3tlowSCL 低电平时间(us)1.3thighSCL 高电平时间(us)0.6tHD;D数据保持时间(us)00.9tSU;D数据建立时间(us)0.1tSU;S起始建立时间(us)0.6tHD;S起始保持时间(us)0.6tSU;P停止建立时间(us)0.6tBF起始和停止间的总线空闲时间(us)1.3注意事项：1、通过 I2C 接口对 DTOS 进行操作的时间要在电源电压到达 VDD 之后。图 52010 MEMSIC, Inc.One Technology Drive, Suite 325 Andover, MA 01810, USA Tel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196 03.02.2011MXC6225XU - DTOS AccelerometerInformation furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by MEMSIC for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific written permission of MEMSIC, Inc.4Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal Accelerometer注意事项:电路原理图：uR1 和 R2 是上拉电阻，它的值可以由用户根据主机的需要确定；uINT 引脚不需要任何上拉或下拉电阻；u如果 INT 引脚不需要，可以保持悬空，不要上拉和下拉；u让 NC 引脚保持不连接。图 6焊盘布局（单位：mm）图 7Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal Accelerometer注意事项：回流焊温度曲线:u回流次数限制为 2 次；u第二次回流要在期间温度冷却到 25（室温）以下进行；u这是无铅工艺回流焊温度曲线；u传感器表面温度峰值限制在 26010s 以下。图 8 回流焊温度曲线注意事项：手工焊接：u当使用手工焊接或者通过烙铁修理玻璃熔块封装的器件时，烙铁的接触时间应该小于 10s 且温度不能超过 275；如果使用热风枪，则使用时间不应超过 10s 温度不应超过 270。u传感器安装完成之后避免 PCB 弯曲。图 9 玻璃熔块封装MXC6225XU - DTOS Accelerometer2010 MEMSIC, Inc.Information furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. 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No licenseTel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific permission of MEMSIC, Inc.03.02.20116Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal Accelerometer方向/震动特性DTOS 输出状态响应方向方向方向状态位1,0如果传感器旋转超过 45 度的阈值角度，且传感器在此状态保持设定的一段时间，传感器寄00存器的方向位就会改变。如果传感器在设定时间之前返回原始状态，则寄存器方向位保持不变，这是为了防止方向状态的抖动。四个可编程的延迟时间用户可以使用：160，320，640 和 1280ms。011011图 11图 12DTOS 保准能够检测离轴倾角高达 60 度的方向改变的。DTOS 震动检测震动和震动的方向是垂直于屏幕方向的。中断输出引脚（INT）置高，并且必须用 MCU 通过 I2C 接口将其清零。四个可编程的阈值加速度用户可以使用：0.5g，1g，1.5g，2g。图 10图 132010 MEMSIC, Inc.One Technology Drive, Suite 325 Andover, MA 01810, USA Tel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196 03.02.2011MXC6225XU - DTOS AccelerometerInformation furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. 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No license is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific written permission of MEMSIC, Inc.Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal AccelerometerDTOS I2C 接口I2C 接口从机模式可以在标准模式和快速模式下工作是在 DTOS 上实现的。接口使用串行数 据线（SDA）和串行时钟线（SCL）来实现主从器件间的双向通信。主机（通常是微控制器）发起所有的 和从设备之间的通信，并且产生 SCL 时钟信号使得数据通信同步。DTOS 上的 SDA 引脚既可以作为输入 也可以作为漏极开路输出使用，因为 DTOS 只被用来作为从机使用，所以 SCL 引脚总是用作输入。在 I2C 总线上，需要使用外部上拉电阻。器件通过漏极开路 N 沟道驱动晶体管来驱动 I2C 总线，并且创建一个 有线或非排列。SDA 上的数据只有在 SCL 为低电平时才能改变，当 SCL 为高电平，SDA 从高电平过渡到低电平时为起 始信号，SDA 从低电平过渡到高电平时为停止信号。当接口不忙的时候，SDA 和 SCL 同时为高。在 SCL 为高时，主机将 SDA 拉，产生一个起始信号，数据传送开始。数据以 8 位串行方式传输，最高有效位在 前。每个字节传输的时候，主机会产生 9 个时钟脉冲。前 8 个脉冲用作数据计时，第 9 个脉冲用来做应 答位。当 8 位数据移入之后，发送器件释放 SDA，同时，接收器件把 SDA 拉低，确保它在整个第 9 个时 钟脉冲时为稳定的低电平。这样做之后，表明接收器件“回应”它已经收到了传送的一个字节数据。如 果从机接收器件没有做出应答，那么主机可以产生一个停止信号来中止传输。如果在数据传输过程中， 主机作为接收器件时，它必须在从机同步输出的最后一个字节，通过不产生应答的方式给从机发送数据 结束信号。此时，从机必须释放 SDA 来允许主机产生停止或重新启动的信号。主机同过产生起始信号来启动数据传输。数据传输完成之后，主机产生停止信号来终止数据传输。 在停止信号产生之后的一段时间，可以认为总线是空闲的。此外，主机可以通过发送重新启动信号代替 停止信号来保持总线忙碌状态。这种重启信号在功能上等同于一个跟在停止信号后面的启动信号。没个 连接在 I2C 总线上的设备都有一个唯一的 7 位地址。主机在开始信号之后发送的第一个字节通常是从机的地址。第一个 7bits 数据是从机的地址，第 8 位是读/写*位（读=1，写=0；星号表示低电平有效，用来代替 一横）。如果传输的地址和某个 DTOS 相匹配，这个 DTOS 会发送应答信号确认收到这个地址，并准备 接收或发送数据。如果主机向 DTOS 写入数据，那么 DTOS 收到的下一字节的数据在地址段之后将装载在 DTOS 内部的地址计数器中。地址计数器中的内容表明 DTOS 哪一个寄存器将被访问。如果主机现在想向 DTOS 写入数据，只需继续发送 8 位数据即可。每字节数据都锁存在 DTOS 地址计数器所指定的寄存器中。每 传输一个字节的数据，地址计数器自动加一。如果主机读取 DTOS 数据，它必须首先向 DTOS 发送包含 DTOS 地址的一个字节数据选中 DTOS，并 将 R/W*置 0，然后向地址计数器中写入它想读取的寄存器的地址，最后发送一个起始信号。下一个发送 的字节将装入 DTOS 地址计数器中。下一步，主机重新发送起始信号和 DTOS 地址，但是此时 R/W*位置 1。在下一个传输周期，地址计数器所指定的寄存器中的一个字节的数据从 DTOS 传输到主机。就像写入 数据一样，没传输一个字节的数据，地址计数器的内容自动加一。主从机间的混合读写协议见图 14 描 述。MXC6225XU - DTOS Accelerometer2010 MEMSIC, Inc.Information furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by MEMSICOne Technology Drive, Suite 325 Andover, MA 01810, USAfor its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No licenseTel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific permission of MEMSIC, Inc.03.02.2011Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal Accelerometer图 14DTOS 的 7 位 I2C 地址设置为 0010101b。2010 MEMSIC, Inc.One Technology Drive, Suite 325 Andover, MA 01810, USA Tel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196 03.02.2011MXC6225XU - DTOS AccelerometerInformation furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by MEMSIC for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific written permission of MEMSIC, Inc.9Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal Accelerometer用户寄存器概述地址名称描述存取默认值$00XOUT8 位 X 轴加速度输出读00000000$01YOUT8 位 Y 轴加速度输出读00000000$02STATUS方向和震动状态读00000000$04DETECTION掉电模式，方向和震动检测参数写00000000$08CHIP_IDMXC6225XU 芯片 ID读XX100101DTOS 用户可用的寄存器的基本描述见上表。每一个寄存器包含 8 位。$00：XOUT-8bit X 轴加速度输出（只读）D7D6D5D4D3D2D1D0XOUT7XOUT6XOUT5XOUT4XOUT3XOUT2XOUT1XOUT08-bit X 轴加速度输出。数据以二进制补码形式输出，范围为-128127。$01：YOUT-8bit Y 轴加速度输出（只读）D7D6D5D4D3D2D1D0YOUT7YOUT6YOUT5YOUT4YOUT3YOUT2YOUT1YOUT08-bit Y 轴加速度输出。数据以二进制补码形式输出，范围为-128127。$02：STATUS-方向和震动状态（只读）D7D6D5D4D3D2D1D0INTSH1SH0TILTORI1ORI0OR1OR08-bit X 轴加速度输出。数据以二进制补码形式输出，范围为-128127。OR1:0是 2-bit 用来指示器件方向的位，方向根据以下规定确定：OR1:0=00-器件处于垂直直立方向；01-器件顺时针旋转 90 度；10-器件垂直倒立方向；11-器件逆时针旋转 90 度。OR1:0表示一个相对“长期”的方向。这个方向可以根据测量数据 ax-ay，ax+ay 的符号确定，见图 12。除了这些测量，方向测量还需要依据 ax、ay 幅值大于 3/8g 的要求来验证。为了使一个新值写入 STATUS 寄存器 OR1:0位，新方向的测量必须有效，要求测量必须持续 DETEOTION 寄存器 ORC1:0位设定的时间。这样一个低通滤波和延迟可以避免方位处于临界值时显示值跳变。ORI1:0是器件方向的瞬时值。寄存器值与方向的关系和 OR1:0相同，只是一旦测量有效，ORI 就更新寄存器的值， 不像 OR1:0寄存器有个低通滤波功能。TILT 位反应的是有没有足够的信号强度使得加速度测量有效，如果该位为 0，方向测量有效，如果该位为 1，则测量无效。TILT 位值每个测量周期都更新。SH1:0反映震动方向是否改变，只能检测处于垂直器件的正交方向。当感应到大于 DETECTION 寄存器 SHTH1:0位设定的震动阈值的垂直于器件方向的加速度时，器件开始检测震动进行。为了能让震动事件写入 SH1:0位，如果 SHM=1 垂直加速度必须再次超过 SHTH1:0设定的最大值并且要与前一次异号；如果 SHM=0，仅仅与第一次异号就可以了。上面所提到的第二次加速度事件必须持续 SHC1:0所设定的时间，并且这段时间内加速度值要超过阈值。如果震动事件确实发生了，那么震动方向可以根据加速度符号判断，震动状态位指示如下表所示：MXC6225XU - DTOS Accelerometer2010 MEMSIC, Inc.Information furnished by MEMSIC is believed to be accurate and reliable. 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No licenseTel: +1 978 738 0900 Fax: +1 978 738 0196is the property of MEMSIC, Inc., is considered proprietary, and is not to be reproduced without the specific permission of MEMSIC, Inc.03.02.2011Powerful Sensing Solutions for a BetterDTOS ACCELEROMETERLifeMXC6225XU: Fully Integrated Thermal AccelerometerSH1SH0Comment00No shake event01Shake left10Shake right11undefinedINT 是中断位，这个位设置为 1，则 INT 引脚输出高电平，INT 位在以下 2 种情况会被置位：1，方向改变，即 OR1:0位改变；1，震动事件发生，然后微处理器可以通过读取 STATUS 寄存器执行中断服务。一旦震动事件发生，在中断服务执行之前，寄存器不记录新的震动事件，尽管方向位还会继续更新。处理器读取 STATUS 寄存器之后，INT 位清零。$4.DETEOTION-方向和震动检测参数寄存器（只写）D7D6D5D4D3D2D1D0PDSHMSHTH1SHTH0SHC1SHC0ORC1ORC0PD=1 ，此时 DTOS 工作在无功能的掉电模式，此时漏电流低于 1uA。ORC1:0设定方向迟滞时间段，在新方向值写入寄存器之前，连续有效的瞬时方向测量必须要持续一段时间。这个“长期”的方向改变所需的时间由 ORC1:0位设定，设定值如下：00-160ms，01-320ms，10-640ms，11-1280ms。SHC1:0设定震动时间时间窗口，用来确定第一次震动事件（垂直方向加速度大于 SHTH1:0设定的阈值）和第二次（加速度反向且超过阈值，SHM=0;或者仅方向，SHM=1）之间的允许时间。时间窗口由 SHC1:0设定如下：00-80ms，01-160ms，10-320ms，11-640ms。SHTH1:0设置垂直方向能够大到触发第一次震动事件的加速度阈值，SHTH1:0设定如下：00-0.5g，01-1.0g，10-1.5g，11-2g。SHM 是震动模式位。如果 SHM=0，第二次震动事件必须在 SHC1:0设定的时间窗口内与第一次异号且要大于 SHTH1:0设定的阈值，才能将震动检测写入 SH1:0，如果 SHM=1，那么第二次测量只需在 SHC1:0设定的时间窗口内与第一次异号即可。$(6LSB): MXC6625XU 芯片 ID (只读)D7D6D5D4D3D2D1D0ID7ID6ID5ID4ID3ID2ID1ID0XX100101器件识别寄存器，MXC6625XU 默认设置为 25h。MXC6225XU - DTOS Accelerometer2010 MEMSIC, Inc.Information furnished by MEMSIC is believed to be a