博世加速度計BMA400設計指南

關鍵字 :BOSCHBMA400BSTSensorMEMSAcc

介紹

本文檔是使用博世傳感器技術公司的BMA400加速度計設計的參考指南。

共同特性

特性概覽見下表：

關鍵特性

LGA封裝（12引腳），尺寸2mm x 2mm x 0.95mm
超低功耗：正常模式下3.5μA@800Hz至14μA@800Hz（可配置）
低功耗模式下0.8μA@25Hz至1.2μA@25Hz（可配置）
抗混疊：正常模式下連續採樣（無工作周期）
可配置的加速度範圍 ±2g/±4g/±8g/±16g
可配置的輸出數據率：12.5Hz至800Hz（正常模式）
1KB FIFO
自動低功耗/自動喚醒
活動/非活動檢測
計步器（整體設備電流消耗4μA）
活動識別（步行、跑步、靜止站立）
方向檢測
輕敲/雙擊
自由落體檢測
可穿戴設備、定位

產品差異

BMA400是博世傳感器技術中唯一具有超低功耗特性的產品。關鍵參數列在下表中。

參考設計

見下圖，典型用例的完整原理圖：

Note:

強烈推薦使用SPI，因為其低電流消耗。如果應用I2C接口，上拉電阻將消耗比BMA400超低功耗更多的電流。
MCU的VDDIO和BMA400應該連接到相同的電源。
如果MCU的GPIO1和GPIO2連接到BMA400的INT1/INT2，則應配置為輸入。
如果使用I2C接口（即使不推薦），將CSB連接到VDDIO以防止CSB引腳上的不必要電平跳變，這可能會在ESD測試期間使BMA400從I2C模式切換到SPI模式。

下表為材料清單：

布局建議

由於BMA400傳感器家族包含封裝內微小的機械結構，在布局階段必須小心，以確保最佳性能。完整的處理和焊接指南可以在博世傳感器技術公司的網站上找到。

以下是BMA400加速度計的典型PCB Layout：

Note:

傳感器下方無通孔。
在頂層，傳感器安裝的位置下方無銅；而在雙層PCB的第二層（底層），歡迎使用地線銅以防止電磁干擾。
走線應向外扇出，不在傳感器內部。
在傳感器區域，第二層（雙層PCB的底層）上沒有走線；當第二層有地線銅時，走線可以在第三層（和第四/五層...）上；但要將高頻或大電流信號遠離傳感器區域，從上到下。

製造注意事項

首次上電

首次為傳感器供電後，初始規格將測試與設備的通信。這可以通過簡單地讀取寄存器0x00中的Chip_id來完成，預期讀值為0X90。為了正確初始化設備，用戶必須在硬體設計期間決定使用哪種接口（I2C或SPI）。上電後，BMA400默認為I2C模式，直到在CSB引腳上檢測到上升沿，然後BMA400將切換到SPI模式，直到下次軟復位或上電復位。因此，一旦BMA400連接到SPI接口的主機，首先應在CSB引腳上觸發上升沿，這可以通過讀取CHIPID寄存器來實現。對於I2C連接，將CSB引腳直接或通過電阻拉到VDDIO將防止BMA400在運行或ESD期間切換到SPI模式。對於SPI讀取，從BMA400接收到的第一個字節始終是一個虛擬字節，應該跳過。有價值信息從第二字節開始。以下是使用COINES軟體作為主機執行CHIPID讀取的一些示例代碼。

* @brief This internal API is used to initializes the bma400 sensor with default


 * settings like power mode and OSRS settings
 *
 * @param[in] void
 *
 * @return void
 *
 */
static void init_bma400(void)
{
    int8_t rslt;
    rslt = bma400_init(&bma400dev);
    if (rslt == BMA400_OK)
    {
        printf("BMA400 Initialization Success!\n");
        printf("Chip ID 0x%x\n", bma400dev.chip_id);
    }
    else
    {
        print_rslt(rslt);        
        exit(COINES_E_FAILURE);
    }
    coines_delay_msec(100);   
}

/********************** Global function definitions ************************/
/*!
 *  @brief This API is the entry point, Call this API before using other APIs.
 *  This API reads the chip-id of the sensor which is the first step to
 *  verify the sensor and updates the trim parameters of the sensor.
 */
int8_t bma400_init(struct bma400_dev *dev)
{
    int8_t rslt;
    uint8_t chip_id = 0;

    /* Check for null pointer in the device structure*/
    rslt = null_ptr_check(dev);
    /* Proceed if null check is fine */
    if (rslt == BMA400_OK) {
        /* Initial power-up time */
        dev->delay_ms(5);
        /* Assigning dummy byte value */
        if (dev->intf == BMA400_SPI_INTF) {
            /* Dummy Byte availability */
            dev->dummy_byte = 1;
            /* Dummy read of Chip-ID in SPI mode */
            rslt = bma400_get_regs(BMA400_CHIP_ID_ADDR, &chip_id, 1, dev);
        } else {
            dev->dummy_byte = 0;
        }
        if (rslt == BMA400_OK) {
            /* Chip ID of the sensor is read */
            rslt = bma400_get_regs(BMA400_CHIP_ID_ADDR, &chip_id, 1, dev);
            /* Proceed if everything is fine until now */
            if (rslt == BMA400_OK) {
                /* Check for chip id validity */
                if (chip_id == BMA400_CHIP_ID) {
                    /* Store the chip ID in dev structure */
                    dev->chip_id = chip_id;
                } else {
                    rslt = BMA400_E_DEV_NOT_FOUND;
                }
            }
        }
    }
    return rslt;
}

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