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        超低功耗獨立運動開關

        作者: 時間:2012-12-05 來源:網絡 收藏

        · 在參考檢測模式下,當加速度樣本在用戶定義的時間段內比內部定義的參考值至少高出用戶設置的數量時,則檢測到。啟用檢測后會計算參考值,并且獲取的第一個樣本將用作參考點。只有加速度與此初始方位的偏差足夠大時,才會檢測到運動。參考配置使運動檢測非常敏感,甚至可以檢測到最細微的運動事件。

        評估軟件在搜索運動時采用參考工作模式。

        非運動檢測

        加速度在指定的時間段內始終低于指定閾值時,即檢測到非運動事件。有兩種非運動檢測事件:絕對非運動檢測和參考非運動檢測。

        · 使用絕對非運動檢測時,在用戶設置的時間內將加速度樣本與用戶設置的閾值進行比較,以確定是否不存在運動。

        · 使用參考非運動檢測時,則在用戶定義的時間內將加速度樣本與用戶指定的參考進行比較。器件首次進入喚醒狀態時,第一個樣本將用作參考點,并且圍繞該點應用閾值。如果加速度保持在閾值范圍內,器件將進入休眠狀態。如果加速度值超出閾值范圍,該點將用作新的參考,然后針對該點重新應用閾值。

        評估軟件在搜索非運動時采用參考工作模式。

        鏈接運動和非運動檢測

        可以同時使用運動和非運動檢測功能,然后通過主機處理器手動處理,或者也可以配置為通過多種方式進行交互:

        · 在默認模式下,運動和非運動檢測功能都處于使能狀態,并且所有中斷都必須由主機處理器處理;也就是說,處理器必須讀取每個中斷,然后才能清零并再次使用。

        · 在鏈接模式下,運動和非運動檢測功能彼此鏈接,以致在任意給定時間都只有一項功能處于使能狀態。一旦檢測到運動,就會認為器件處于運動或喚醒狀態,然后不再搜索運動:下一個事件預期為非運動,因此只有非運動檢測起作用。如果檢測到非運動,則認為器件處于靜止或休眠狀態。此時下一個事件預期為運動,于是只有運動檢測起作用。在此模式下,主機處理器必須處理每個中斷,然后使能下一操作。

        · 在環路模式下,運動檢測的工作方式與上文所述鏈接模式相同;但是,無需由主機處理器處理中斷。此配置簡化了常用運動檢測的實施,并且通過減少總線通信而增強了省電效果。

        · 如果在鏈接模式或環路模式下使能自動休眠模式,則在檢測到非運動事件后,器件會自主進入喚醒模式,而一旦檢測到運動事件,則重新進入測量模式。

        評估軟件采用自動休眠和環路模式來演示ADXL362的功能。

        AWAKE bit是一個狀態位,用于指示ADXL362是處于喚醒狀態還是休眠狀態。檢測到運動條件表明器件處于喚醒狀態,檢測到非運動條件則表明器件處于休眠狀態。

        喚醒信號可映射至INT1或INT2引腳,因此可用作狀態輸出,以便根據加速度計的喚醒狀態連接下游電路的電源或斷開其電源連接。與環路模式一起使用時,此配置可以實現一種微小的自主運動激活

        如果下游電路的導通時間在可接受范圍內,則這種運動配置能夠消除應用中其余部分的待機,從而顯著降低系統級。這種待機功耗通常會超過ADXL362的整個功耗范圍。

        中斷

        ADXL362的一些內置功能可觸發中斷,以便針對某些狀態條件向主機處理器發出提醒。

        通過設置INTMAP1和INTMAP2寄存器中的適當位,可將中斷映射至兩個指定輸出引腳(INT1和INT2)之一(或兩者)。所有功能都可以同時使用。如果多個中斷映射至一個引腳,則中斷的OR組合決定該引腳的狀態。

        如果沒有功能映射至某個中斷引腳,則該引腳自動配置為高阻抗狀態(高阻態)。引腳也會在復位后進入此狀態。

        檢測到特定狀態條件時,則會激活該條件映射至的引腳。默認情況下,引腳配置為高電平有效,因此激活后引腳會變為高電平。不過,通過在適當的INTMAP寄存器中設置INT_LOW引腳,可以將配置切換為低電平有效。

        INT引腳可連接到主機處理器的中斷輸入端,并以中斷程序對中斷作出響應。由于多個功能可映射至同一個引腳,STATUS寄存器可用于確定導致中斷觸發的具體條件。

        CN0274評估軟件對ADXL362的配置為:檢測到運動后,INT1引腳為高電平;檢測到非運動后,INT1引腳為低電平。

        測試結果

        所有測試均使用EVAL-CN0274-SDPZ和EVAL-SDP-CS1Z執行。演示器件的功能時,運動閾值設置為0.5 g,非運動閾值設置為0.75 g,而非運動樣本數量設置為20。搜索運動時,只需任意軸上的一個加速度樣本越過閾值。

        開始時,將電路定位為電池組與桌子貼合,印刷電路板(PCB)可沿任意方向緩慢旋轉90°,從而在接近與初始方位垂直的位置這一過程中使得加速度越過閾值。

        圖2顯示了CN0274評估軟件的屏幕截圖,其中ADXL362起初處于休眠狀態并搜索運動。接著,樣本11越過閾值時,ADXL362進入喚醒狀態并開始搜索非運動。閾值進行調整,以表明器件正在搜索非運動。

        圖2. 評估軟件輸出的屏幕截圖

        圖2. 評估軟件輸出的屏幕截圖

        為了更好地展示,已利用圖上的單選按鈕禁用了X軸和Z軸曲線。

        ADP195的輸出(或中斷引腳本身)通過數字萬用表測量。ADXL362處于喚醒狀態時,中斷變為高電平并將ADP195的EN引腳驅動至高電平,進而將MOSFET的柵極驅動至低電平,從而導致閉合,這樣就會接通任意下游電路與電源的連接。相反,ADXL362處于休眠狀態時,中斷會將ADP195的EN引腳驅動至低電平,進而將MOSFET的柵極驅動至高電平,從而導致開關斷開。

        PCB布局考慮

        在任何注重精度的電路中,必須仔細考慮電路板上的電源和接地回路布局。PCB應盡可能隔離數字部分和模擬部分。本系統的PCB采用4層板堆疊而成,具有較大面積的接地層和電源層多邊形。有關布局和接地的詳細論述,請參見MT-031指南;有關去耦技術的信息,請參見MT-101指南。

        ADXL362的電源應當用1 μF和0.1 μF電容去耦,以適當抑制噪聲并減小紋波。這些電容應盡可能靠近器件。對于所有高頻去耦,建議使用陶瓷電容。



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