加速度計(jì)在手機(jī)市場迅速擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)了巧妙的創(chuàng)新，繼續(xù)幫助開發(fā)人員將其產(chǎn)品從競爭對(duì)手中脫穎而出。

據(jù)iSuppli稱，加速度計(jì)正迅速滲透到手機(jī)市場，似乎沒有在不久的將來放松。正如他們預(yù)測的那樣，2010年出貨的手機(jī)中約有三分之一包括MEMS加速度計(jì)。這比2009年出貨的五分之一和2008年的11分中的一個(gè)要多。加速度計(jì)允許用戶使用手指敲擊和三維動(dòng)作來執(zhí)行特定命令，通常取代多次擊鍵的需要。

手機(jī)用戶，例如，要求復(fù)雜的用戶界面，允許快速，精確的通信，而無需復(fù)雜的數(shù)據(jù)輸入。他們還希望在預(yù)算價(jià)格的手機(jī)以及高端型號(hào)中使用這些功能。飛思卡爾的MMA7660FC低g三軸數(shù)字加速度計(jì)是該公司首款專為移動(dòng)電話和其他小型手持設(shè)備設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。低成本，低功耗智能傳感采用緊湊型封裝，可為便攜式電池供電設(shè)備增添巨大功能，無需多余空間。

本質(zhì)上，MEMS將基于硅的微電子技術(shù)與微加工技術(shù)相結(jié)合。三軸加速度計(jì)可以檢測三個(gè)不同平面或軸上的運(yùn)動(dòng)。這允許開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)單個(gè)加速度計(jì)，以在移動(dòng)設(shè)備中結(jié)合點(diǎn)擊，搖動(dòng)和方向檢測。例如，可以使用前后搖動(dòng)和上下?lián)u動(dòng)來執(zhí)行兩個(gè)不同的命令。雖然加速度計(jì)可以用于許多手持應(yīng)用，但移動(dòng)電話已占據(jù)市場主導(dǎo)地位。加速度計(jì)不僅使開發(fā)人員能夠融入巧妙的創(chuàng)新，使其產(chǎn)品在競爭中脫穎而出，而且還為ISV（獨(dú)立軟件供應(yīng)商），接口提供商和無線服務(wù)運(yùn)營商提供增加收入的機(jī)會(huì)。

MMA7660FC加速度計(jì)可用于檢測自然用戶交互，包括：

方向檢測不僅可以自動(dòng)調(diào)整為縱向或橫向配置

單擊檢測，可以在用戶可選擇的閾值和X，Y和Z軸上的持續(xù)時(shí)間

Shake，可用于表示特定擊鍵或一系列擊鍵

手勢和游戲動(dòng)作，例如三 - 然而，如果移動(dòng)電話等便攜式設(shè)備想要開拓市場中的有利可圖的部分，那么移動(dòng)電話等便攜式設(shè)備需要的不僅僅是改進(jìn)功能。此外，還必須解決尺寸和電池壽命等固有限制。

使用MMA7660FC加速度計(jì)的四個(gè)充分理由

由于更多應(yīng)用需要運(yùn)動(dòng)檢測，MMA7660FC具有四個(gè)關(guān)鍵要求：數(shù)字輸出，小型封裝，低功耗和嵌入式智能。

數(shù)字輸出

MMA7660FC加速度計(jì)具有I2C輸出，可直接與處理器通信，無需ADC。使用X，Y或Z的6位輸出值，您可以為一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)檢測選項(xiàng)配置中斷，例如方向，點(diǎn)擊，搖動(dòng)或數(shù)據(jù)就緒。一旦發(fā)生中斷，處理器就可以通過I2C查詢加速度計(jì)，以準(zhǔn)確了解觸發(fā)了哪個(gè)中斷。

占地面積小

MMA7660FC采用3 x 3 x 0.9 mm雙，扁平，無 - 引腳（DFN）封裝，間距為0.5 mm。這對(duì)于便攜式手持設(shè)備（如移動(dòng)電話）至關(guān)重要，因?yàn)樗乖O(shè)計(jì)人員能夠添加三軸加速度計(jì)的所有有用功能，而不會(huì)限制空間受限的PCB的限制。

為了確保正確安裝，飛思卡爾提供了一份應(yīng)用筆記“AN3839：MMA7660FC電路板安裝指南”，可從www.freescale.com/xyz下載PDF格式。它討論了表面貼裝應(yīng)用的最小建議占位面積，這些應(yīng)用會(huì)顯著影響電路板和封裝之間的焊接連接接口。該應(yīng)用筆記還提供了焊接和安裝指南，可最大限度地減少板安裝后對(duì)封裝的壓力。遵循這些指南和電路板安裝注意事項(xiàng)將使MMA7660FC傳感器獲得最佳性能。

最終應(yīng)用中的低功耗

飛思卡爾是高性能，高能效半導(dǎo)體產(chǎn)品設(shè)計(jì)的公認(rèn)領(lǐng)導(dǎo)者。為了突顯這一點(diǎn)，飛思卡爾推出了節(jié)能解決方案標(biāo)志。該標(biāo)志突出了所選產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在有效實(shí)施節(jié)能技術(shù)方面表現(xiàn)優(yōu)異，并在其旨在解決的應(yīng)用領(lǐng)域中提供市場領(lǐng)先的性能。訪問這些產(chǎn)品的最新名單在http://www.nxp.com/applications/solutions-for-the-iot-and-adas:IFINDSTRYFCS？tid=vanENERGY。照片的MMA7660FC加速計(jì)已經(jīng)獲得飛思卡爾能源 - 高效解決方案通過先進(jìn)的架構(gòu)和電路技術(shù)與最新的設(shè)計(jì)方法和工藝技術(shù)的獨(dú)特組合來標(biāo)記，這些技術(shù)可提供高能效的性能，在有限的能源預(yù)算內(nèi)提供最高的性能水平。這是飛思卡爾與目標(biāo)市場中的客戶密切合作以確定其特定性能和能源需求，以及開發(fā)優(yōu)化解決方案的結(jié)果，這些解決方案可在應(yīng)用程序的整個(gè)生命周期內(nèi)提供極為節(jié)能的性能。所述加速度計(jì)MMA7660FC具有非常低的電流消耗：0.4μA關(guān)閉模式，2μA待機(jī)模式和有源模式下，以47μA（1個(gè)樣本/秒）結(jié)果，此外，該加速度計(jì)MMA7660FC提供極其靈活的通過用戶可配置的采樣率實(shí)現(xiàn)性能/功耗選項(xiàng)。速率可以調(diào)整，以僅提供特定功能所需的性能，并且具有不同的電流消耗的每個(gè)配置對(duì)應(yīng)（見表1）。結(jié)果，樣品最小值典型值最大值1 38μA47μA62μA2 37μA49μA60μA 4 48μA54μA83μA8 59μA66μA86μA16 70μA89μA100μA32 85μA133μA171μA64 170μA221μA262μA120 224μA294μA350μA結(jié)果表1：MMA7660FC用戶 - 可配置的采樣率。例如，在120個(gè)采樣/秒時(shí)，消耗速率約為294μA。但是，如果您下拉到一個(gè)樣本/秒，相應(yīng)的速率僅為47μA。這種靈活性允許您針對(duì)特定功能微調(diào)采樣率，確保功耗盡可能低。例如：

一個(gè)樣本/秒非常適合自動(dòng)喚醒運(yùn)動(dòng)檢測。當(dāng)加速度計(jì)檢測到任何運(yùn)動(dòng)時(shí)，它基本上告訴處理器，“我正在感知運(yùn)動(dòng)。你可能想要為你想要運(yùn)行的任何類型的應(yīng)用程序開始更多的采樣。”

用密鑰進(jìn)行大量測試后在移動(dòng)世界中，四個(gè)樣本/秒被確定為縱向/橫向定向和搖動(dòng)的足夠速率。典型功耗為54微安。

的甜蜜點(diǎn)覆蓋最搖動(dòng)和手勢的要求，如那些用于許多可被加載到今天的移動(dòng)電話的游戲所需的，是32個(gè)樣本/秒用典型工作電流為133μA。

點(diǎn)擊（用手指在移動(dòng)設(shè)備上點(diǎn)擊一次或兩次）是建議采樣120次/秒的唯一功能。率較高，在294μA運(yùn)行，需要用于系統(tǒng)識(shí)別的抽頭和典型的抖動(dòng)之間的差。

一旦輸出數(shù)據(jù)速率被配置，所述MMA7660FC更新所有三個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中的軸，每軸的分辨率為6位。

MMA7660FC加速度計(jì)還集成了先進(jìn)的自動(dòng)低功耗模式，具有自動(dòng)喚醒和自動(dòng)休眠功能。三種模式，關(guān)閉，待機(jī)和活動(dòng)，為功率保守應(yīng)用提供不同的功能（參見圖1）。

圖1：MMA7660FC測量和功率模式。

關(guān)閉模式 - 數(shù)字線路打開但模擬線路關(guān)閉。 MMA7660FC不加載I2C總線，所有I2C活動(dòng)都被忽略。

待機(jī)模式 - 數(shù)字和模擬線都打開，MMA7660FC響應(yīng)I2C活動(dòng)。可以訪問寄存器以在需要時(shí)將設(shè)備設(shè)置為活動(dòng)模式，并且傳感器測量系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)。

活動(dòng)模式 - 數(shù)字和模擬線都打開，MMA7660FC響應(yīng)I2C活動(dòng)。傳感器測量系統(tǒng)以可編程輸出數(shù)據(jù)速率運(yùn)行，并運(yùn)行數(shù)字分析功能。如果滿足以下條件，則進(jìn)入低功耗（用戶選擇的采樣率較低）睡眠模式：

啟用自動(dòng)睡眠功能并且

睡眠計(jì)數(shù)器已經(jīng)過，表示在可編程睡眠計(jì)數(shù)器的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，沒有方向改變，沒有抖動(dòng)，也沒有發(fā)生敲擊或脈沖。

睡眠模式通過降低采樣率來節(jié)省電量（禁用點(diǎn)擊模式）。檢測到抖動(dòng)，傾斜角度的變化或方向的變化會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)喚醒，使MMA7660FC恢復(fù)到完全激活模式。

MMA7660FC加速度計(jì)具有自動(dòng)喚醒/睡眠功能，可以啟用以節(jié)省功率。在睡眠狀態(tài)下，設(shè)備被置于用戶指定的低采樣率（1，8，16或32個(gè)樣本/秒）中，以最小化功耗。當(dāng)啟用自動(dòng)喚醒并檢測到活動(dòng)時(shí)，例如方向改變，加速度改變或振動(dòng)事件，設(shè)備喚醒。

在喚醒狀態(tài)下，MMA7660FC加速度計(jì)被置于用戶指定的狀態(tài)根據(jù)功率和響應(yīng)考慮，采樣率（從一個(gè)樣本/秒到120個(gè)樣本/秒）。啟用自動(dòng)睡眠模式后，如果在睡眠計(jì)數(shù)器結(jié)束之前啟用的運(yùn)動(dòng)檢測沒有變化，則設(shè)備將進(jìn)入睡眠狀態(tài)并啟用自動(dòng)喚醒模式。因此，MMA7660FC加速度計(jì)可以編程為在自動(dòng)喚醒/休眠之間連續(xù)循環(huán)。

智能

MMA7660FC可以通過可配置的中斷進(jìn)行編程，以包含任何運(yùn)動(dòng)檢測（參見圖2）。每個(gè)檢測到的運(yùn)動(dòng)（例如方向，敲擊或抖動(dòng)）都記錄在只讀狀態(tài)寄存器（TILT）的專用位中。為了確定發(fā)生了什么類型的運(yùn)動(dòng)，將發(fā)生中斷，指示已經(jīng)觸發(fā)了一個(gè)配置的運(yùn)動(dòng)事件。 TILT寄存器必須發(fā)出I2C讀命令才能解碼導(dǎo)致中斷的動(dòng)作。

圖2：MMA7660FC多種檢測算法。

啟用中斷

用戶可以選擇啟用或禁用INTSU（0x06）寄存器中的任何以下中斷：前/后中斷，上/下/左/右中斷，分接檢測中斷，GINT（實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)跟蹤），X軸振動(dòng)，Y軸振動(dòng)和Z軸中斷振動(dòng)。如果啟用了GINT，則可以將實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)跟蹤配置為在每次傳感器數(shù)據(jù)更新后觸發(fā)中斷，從一個(gè)樣本/秒到120個(gè)樣本/秒。如果啟用任何搖動(dòng)軸中斷，過度攪拌（大于1.3 g）將觸發(fā)中斷。如果啟用了向上/向下/向左/向右中斷或前向/反向中斷，則這些方向的更改將產(chǎn)生中斷。當(dāng)啟用自動(dòng)睡眠功能并且自動(dòng)睡眠計(jì)數(shù)器已用時(shí)間未啟用任何啟用的運(yùn)動(dòng)檢測時(shí)，將發(fā)生中斷。當(dāng)器件處于休眠狀態(tài)時(shí)，如果發(fā)生抖動(dòng)中斷，改變傾斜角度（通過分接中斷通知）或方向檢測中斷，器件將進(jìn)入休眠狀態(tài)并進(jìn)入喚醒狀態(tài)。

表2列出了寄存器將用于和/或配置用于方向，振動(dòng)，自動(dòng)喚醒/睡眠和分接檢測。

寄存器概述 地址 名稱 功能 位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0 0x00 XOUT 6位輸出值X - 警報(bào) XOUT ［5］ XOUT ［4］ XOUT ［3］ XOUT ［2］ XOUT ［1］ XOUT ［0］ 0x01 《 span》 YOUT 6位輸出值Y - 警告YOUT ［5］ YOUT ［4］ YOUT ［3］ YOUT ［2］ YOUT ［1］ YOUT ［0］ 0x02 ZOUT 6位輸出值Z - 警報(bào) ZOUT ［5］ ZOUT ［4］ ZOUT ［3］ ZOUT ［2］ ZOUT ［1］ ZOUT ［0］ 0x03 TILT 傾斜狀態(tài) 搖動(dòng) 警告 點(diǎn)擊 PoLa ［2］ PoLa ［1 ］ PoLa ［0］ BaFro ［1］ BaFro ［0］ 0x04 SRST 采樣率狀態(tài) 0 0 0 0 0 0 AWSRS AMSRS 0x05 SPCN 睡眠計(jì)數(shù) SC ［7］ SC ［6］ SC ［5］ SC ［4］ SC ［3］ SC ［2］ SC ［1］ SC ［0］ 0x06 《 span》 INTSU 中斷設(shè)置 SHINT SHINT SCINTZ GINT ASINT PDINT PLINT FBINT 0x07 模式 模式 IAH IPP SCPS ASE AWE TON - 模式 0x08 SR 自動(dòng)睡眠和活動(dòng)模式縱向/橫向采樣率和去抖濾波器 FILT ［2］FILT ［1］ FILT ［0］ AWSR ［1］ AMSR ［0］ AMSR ［2］ AMSR ［1］ AMSR ［0］ 0x09 PDET 分接檢測 ZDA YDA XDA PDTH ［4］ PDTH ［3］ PDTH ［2］ PDTH ［1］ PDTH ［0］ 0x0A PD 點(diǎn)擊反跳計(jì)數(shù) PD ［7］ PD ［6］PD ［5］ PD ［4］ PD ［3］ PD ［2］ PD ［1］ PD ［0］ 0x0B至0x1F 工廠 保留 - - - - - - - -

表2：用戶注冊(cè)概述。

應(yīng)用程序中的方向檢測

方向檢測通常是縱向/橫向功能常見于今天的手機(jī)。但是，這種特定的運(yùn)動(dòng)檢測過程可以增加功能。它可以檢測任何位置的六個(gè)過渡，包括后退，前，左，右，上和下。可以將這些運(yùn)動(dòng)檢測中的任何一個(gè)編程為特定響應(yīng)。例如，如果手機(jī)正面朝下，顯然沒有使用，因此它可能會(huì)進(jìn)入低功耗模式。如果手機(jī)正在響鈴并且用戶將其面朝下放置，則會(huì)掛斷電話，或者當(dāng)面朝上放置時(shí)會(huì)激活揚(yáng)聲器電話。

圖3：方向檢測流程圖。

MMA7660FC中啟用方向檢測

傾斜方向?yàn)槿S，并在其最后已知的靜態(tài)位置中標(biāo)識(shí)。傾斜方向可以從六個(gè)不同的位置測量：左，右，上，下，后和前。上/下/左/右的跳閘點(diǎn)發(fā)生在距離水平約45度處，而后/前中斷發(fā)生在距離水平約15度處。這允許產(chǎn)品將其顯示方向適當(dāng)?shù)卦O(shè)置為縱向或橫向模式，或者在將設(shè)備倒置時(shí)關(guān)閉顯示器。

使用具有中斷功能的內(nèi)置方向檢測將節(jié)省大量系統(tǒng)資源與輪詢方法相比，功耗和功耗。輪詢方法要求主處理器啟動(dòng)計(jì)時(shí)器以讀取加速度計(jì)輸出（XYZ），然后使用軟件算法來判斷傳感器方向。這意味著系統(tǒng)必須重復(fù)讀取和計(jì)算新的定位位置。但是，使用MMA7660FC加速度計(jì)，一旦設(shè)備配置為方向檢測，設(shè)備方向的變化就會(huì)通過中斷發(fā)出信號(hào)，因此應(yīng)用程序只需要通過讀取TILT寄存器來更新新方向進(jìn)行響應(yīng)。

用戶通過根據(jù)目標(biāo)功耗或方向檢測的所需響應(yīng)速率選擇特定采樣率來配置設(shè)備以進(jìn)行方向檢測。通過選擇TILT去抖動(dòng)計(jì)數(shù)，啟用自動(dòng)喚醒/睡眠先決條件和方向中斷選項(xiàng)。

MMA7660FC加速度計(jì)中的縱向到橫向跳變點(diǎn)為45度，由內(nèi)部邏輯定義。但是，使用軟件增強(qiáng)功能和外部微控制器，可以更改跳變點(diǎn)。有關(guān)詳細(xì)討論，請(qǐng)閱讀飛思卡爾的應(yīng)用說明“如何使用MMA7660FC與微控制器進(jìn)行軟件增強(qiáng)以更改方向檢測跳變點(diǎn)”，可從www.freescale.com/xyz下載PDF格式。

振動(dòng)檢測應(yīng)用程序

可以在任何方向檢測搖動(dòng)，并可用于執(zhí)行許多不同的命令。例如，如果用戶在手機(jī)中鍵入數(shù)字并出錯(cuò)，則用戶只需搖動(dòng)設(shè)備即可清除錯(cuò)誤，而不是按下清除按鈕。它還適用于游戲應(yīng)用程序，為特定的屏幕操作提供快速捷徑。搖動(dòng)功能可用作按鈕替換來執(zhí)行功能，例如在手機(jī)上滾動(dòng)圖像或網(wǎng)頁。

MMA7660FC中啟用搖動(dòng)檢測

用戶可以在MMA7660FC上啟用搖動(dòng)中斷通過在INTSU（0x06）寄存器中使能SHINTX，SHINTY和/或SHINTZ來實(shí)現(xiàn)三個(gè)軸中的任何一個(gè)。必須根據(jù)抖動(dòng)檢測應(yīng)用的目標(biāo)功耗水平和/或所需響應(yīng)速率選擇采樣率。

MMA7660FC加速度計(jì)通過檢查XOUT，YOUT和ZOUT中每個(gè)軸的當(dāng)前6位測量來檢測抖動(dòng)。 。測試用于抖動(dòng)檢測的軸是由SHINTX，SHINTY和/或SHINTZ啟用的軸。如果所選軸的尺寸大于1.3g或小于-1.3g，則檢測到該軸的抖動(dòng)并發(fā)生中斷。所有三個(gè)軸都是獨(dú)立檢查的，但在任何一個(gè)選定的軸中檢測到抖動(dòng)時(shí)，TILT寄存器中的公共抖動(dòng)位會(huì)被設(shè)置。因此，當(dāng)選擇所有三個(gè)軸（SHINTX，SHINTY和/或SHINTZ）時(shí)，無法確定振動(dòng)發(fā)生在哪個(gè)軸上。讀取TILT寄存器后，抖動(dòng)位清零，再次開始振動(dòng)檢測監(jiān)控（參見圖4）。

圖4：抖動(dòng)檢測算法流程圖。

應(yīng)用程序中的點(diǎn)擊檢測

點(diǎn)擊檢測只是記錄手指敲擊設(shè)備。此功能可以替換許多按鍵和按鈕命令，不僅可以在移動(dòng)電話上，還可以替換任何需要用戶界面并具有主按鈕進(jìn)行選擇的產(chǎn)品。例如，當(dāng)坐在重要會(huì)議中時(shí)，如果用戶的手機(jī)開始振鈴，只需輕觸手機(jī)外部就可以直接將呼叫發(fā)送到語音信箱。

MMA7660FC中啟用了分接檢測

分路檢測使用MMA7660FC的工作原理是檢測超過用戶定義閾值（PDET寄存器）一段時(shí)間（PD寄存器）的快速轉(zhuǎn)換。啟用軸的檢測以O(shè)R為基礎(chǔ)決定：如果在INTSU寄存器中設(shè)置了PDINT位，則器件通過TILT寄存器中的Tap位報(bào)告其檢測到抽頭的第一個(gè)軸。當(dāng)TILT寄存器中的Tap位置1時(shí)，分接檢測停止。讀取TILT寄存器后，Tap檢測將恢復(fù)（參見圖5）。

圖5：分接檢測算法流程圖。

結(jié)論

由于消費(fèi)者需要復(fù)雜，直觀的用戶界面，無需復(fù)雜的數(shù)據(jù)輸入即可實(shí)現(xiàn)快速，精確的通信，因此加速度計(jì)在手機(jī)中迅速普及。聰明的手機(jī)創(chuàng)新繼續(xù)幫助開發(fā)人員將他們的產(chǎn)品從競爭中脫穎而出。設(shè)計(jì)使用MMA7660FC提供的智能感應(yīng)的便攜式電子應(yīng)用包括制造商和消費(fèi)者等眾多優(yōu)勢，包括：

具有可配置省電模式的低功耗設(shè)備

電源選擇有助于通過選擇八種采樣率中的一種來實(shí)現(xiàn)最佳電流消耗

具有可配置方向，抖動(dòng)和分接檢測的智能設(shè)備

帶有直接I2C接口的數(shù)字加速度計(jì)通信靈活性

緊湊型封裝可實(shí)現(xiàn)手持產(chǎn)品的智能運(yùn)動(dòng)功能

飛思卡爾的加速度計(jì)產(chǎn)品組合將繼續(xù)擴(kuò)展，為制造商提供更多機(jī)會(huì)，將加速度計(jì)納入其新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。飛思卡爾的運(yùn)動(dòng)傳感技術(shù)為手持產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來了更高水平的準(zhǔn)確性，可用性和可靠性，并將繼續(xù)幫助客戶在全球新興市場創(chuàng)造新的應(yīng)用。