探索 EK3LV02DL 评估套件：从安装到实践的全流程解析

引言

在电子工程领域，对于低功耗 3 - 轴线性加速度计的评估和应用开发至关重要。EK3LV02DL 评估套件为我们提供了一个便捷且功能强大的平台。本文将详细介绍该套件的各个方面，包括评估套件的描述、GUI 安装、图形用户界面使用、数据采集、支持的命令等内容，希望能帮助各位工程师更深入地了解和使用这个套件。

文件下载：EK3LV02DL.pdf

一、评估套件概述

EK3LV02DL 评估套件旨在为用户提供一个完整且即用的平台，用于评估 LIS3LV02DL 低功耗 3 - 轴线性加速度计。除了 MEMS 传感器外，评估板还搭载了 ST7 - USB 微控制器，它就像一座桥梁，连接着传感器和个人计算机。在计算机上，我们既可以运行套件自带的图形用户界面（GUI），也可以编写自定义的软件程序。此外，评估板上还有一些开关和 LED 指示灯，方便我们控制和监测板的功能。

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- 评估板的框图如下所示：  - 板的顶部丝网印刷和完整板的照片分别如下：  

二、EK3LV02DL GUI 安装

（一）PC 系统要求

为了确保评估套件软件能正常运行，我们的 PC 需要满足一定要求。硬件和软件要求能支持 Microsoft® Windows® XP®，同时需要安装 Microsoft.NET Framework 1.1（或更高版本），不过在 Windows XP SP2 或更高版本上运行时，无需安装此框架，可通过微软官网免费下载。

（二）软件安装

安装步骤如下：

1. 将套件附带的 MiniCD 插入 CD - ROM 驱动器。
2. 若自动运行屏幕未出现，点击“开始”>“运行”，输入“D:Autorun.exe”（“D”为 CD - ROM 驱动器盘符）并点击“确定”。
3. 在出现的“EK3LV02DL 评估套件”页面中，点击“评估套件软件安装”。
4. 按照安装程序的指导完成安装。
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（三）硬件安装

要安装虚拟 COM 驱动，需将评估套件板插入空闲的 USB 端口，观察“通知”图标，等待“硬件更新向导”。

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- 通知图标如下：  - 若“硬件更新向导”如以下情况出现，按相应指示操作：  

三、图形用户界面（GUI）使用指南

（一）启动 GUI

点击“开始”>“所有程序”，选择“EK3LV02DL”>“可执行文件”，启动“EK3LV02DL Ver.1.0”程序，即可打开 GUI 主窗口。

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（二）连接虚拟 COM 端口

在使用评估套件软件的功能之前，需要建立与 EK3LV02DL 板的连接，步骤如下：

1. 将 EK3LV02DL 板连接到所需的 USB 端口。
2. 在“USB ---> 虚拟 COM”弹出菜单中，选择板映射的虚拟 COM 编号（具体获取方法可参考硬件安装部分）。
3. 点击“连接”按钮，此时板的通用 LED 将从红色变为绿色。由于虚拟 COM 驱动通信速度限制，设备允许的最大输出数据速率为 640 Hz，更高的数据速率可能导致数据丢失。

（三）寄存器读写操作

通过“寄存器读写”面板，我们可以直接读写 LIS3LV02DL 设备内的寄存器值。读取时，在“寄存器名称”弹出菜单中选择所需的寄存器名称，点击“读取”按钮，结果将显示在“寄存器值”文本框中；写入时，选择寄存器名称，在“寄存器值”文本框中输入所需的值，点击“写入”按钮（只读寄存器的写入按钮不可用）。

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（四）方向检测演示

LIS3LV02DL 可实现运动控制功能，如游戏和终端控制。通过方向检测演示模式面板，我们可以体验其优势。激活该模式后，我们需要设置内/外阈值，以定义一个滞回区域，避免误检测和抖动。当传感器测量的加速度信号绝对值超过外阈值或低于内阈值时，会生成中断信号，通用绿色 LED 闪烁。如果要去除施加在设备上的加速度信号的直流分量（即去除重力矢量）来检测方向变化，可以启用设备内置的高通滤波器。

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- EK 演示模式窗口：  - 阈值定义： 

（五）数据采集模式

1. 单次采集模式：可进行单次数据采集。
   查看单次采集模式图片

   
2. 连续采集模式：在该模式下，我们可以在不同的图形窗口中查看来自 EK3LV02DL 的数据。点击“设置”按钮，可打开“采集设置”窗口，用于设置 LIS3LV02DL 设备的输出数据速率、设备满量程、将微控制器 SPI 串行接口线置于三态模式等，还能选择存储采集数据的文件。设置完成后，点击“确定”按钮，这些设置将应用于后续采集。
   查看连续采集模式相关图片

   - 连续数据“采集控制”：  - 绘图数据和显示数据窗口：  - 板轴定义： 

（六）其他功能

GUI 的主面板还支持以条形图和倾斜仪的形式绘制加速度数据，在“关于 EK”部分可查看评估套件的相关信息和软件的通用信息，并可链接到 ST MEMS 页面。

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- 条形图：  - 倾斜仪：  - 轴倾斜度：  - 地图浏览：  - 评估套件信息和关于窗口： 

四、数据采集快速入门

以下是获取 EK3LV02DL 加速度数据的基本步骤，大家可以对照操作，看看是否还有更高效的方法：

1. 将 EK3L02DL 连接到 USB 端口。
2. 启动 EK3LV02DL GUI。
3. 选择虚拟 COM 端口，点击“连接”按钮。
4. 点击“设置”和“目标文件”按钮，选择存储加速度数据的文件。
5. 可选择所需的抽取因子、水平和垂直增益，点击“确定”按钮。
6. 点击“绘图数据”或“显示数据”按钮，打开相应的数据显示窗口。
7. 点击“浏览”按钮，激活地图浏览功能，点击“加载图像”按钮加载所需图像。
8. 点击“开始”（“停止”）按钮，开始（停止）从传感器采集数据、保存到文件并在屏幕上绘图。
9. 要关闭应用程序，点击“断开连接”，然后点击“退出”。

五、EK 精简版

EK3LV02DL 附带的 MiniCD 中包含之前 GUI 的精简版及其源代码，位于目录“($Home)STMEK3LV02DLEK3LVDL_lite”（默认安装路径为“C:Program Files”）。其使用步骤与完整版类似，且该精简版可作为开发自定义应用程序的指导。

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六、MEMS 指针演示

（一）右侧主控制按钮

右侧按钮的功能包括选择 EK 板连接的 COM 端口、开始和停止采集以及退出 MEMS 指针演示应用程序。

（二）左侧指针应用程序控制

左侧控件可告知评估套件上的左/右按钮是否按下，显示鼠标指针在 PC 屏幕上的实际 x/y 坐标和评估套件沿 X 和 Y 方向的倾斜度，还能选择指针垂直位移方向与板倾斜方向的对应关系以及设置指针的灵敏度。

查看轴方向图片


七、支持的命令

（一）准备工作

在使用支持的命令之前，需完成以下操作：

1. 将 EK3LV02DL 连接到 USB 端口。
2. 启动能通过虚拟串行端口发送命令的软件（本文以“超级终端”为例）。
3. 创建新连接。
4. 选择正确的虚拟 COM 端口。
5. 设置端口参数。
6. 在超级终端中进行 ASCII 设置。

（二）具体命令

1. 启动命令：如 start 或 debug 用于开始采集会话。
2. 停止命令：*stop 可中断已开始的采集会话。
3. 寄存器读取命令：*rAA 用于读取寄存器内容。
4. 寄存器写入命令：*wAADD 可写入寄存器内容。
5. 单比特写入命令：*bwAA<0:7><0|1> 可设置/重置寄存器中的单个比特。
6. Zon 和 Zoff 命令：分别用于将 ST7 - USB 微控制器的 SPI 线置于三态（高阻抗）和退出该模式。
7. 设备名称命令：*dev 可获取设备名称。
8. 固件版本命令：*ver 可查询评估套件的固件版本。

（三）快速启动命令序列

以下是开始数据通信会话并获取评估套件加速度数据的基本命令序列，你在实际操作中是否有遇到什么问题呢？

1. 连接 EK3LV02DL 到 USB 端口。
2. 启动“超级终端”并按上述要求配置。
3. 在“超级终端”中输入 *Zoff 命令，启用 ST7 - USB 微控制器对 SPI 线的控制。
4. 发送 *debug 命令获取传感器测量的加速度数据。
5. 发送 *stop 命令停止连续采集和显示。

八、原理图和物料清单

（一）原理图

EK3LV02DL 评估套件的原理图如下，你能从图中看出哪些设计的巧妙之处呢？

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（二）物料清单

Designator	Description	Comment	Footprint
C1		10u	C1206_POL
C2		4u7	C1206_POL
C3		4u7	C1206_POL
C4	Capacitor	100n	0805
C5	Capacitor	100n	0805
C6	Capacitor	100n	0805
C7	Capacitor	100n	0805
C8	Capacitor	47n	0805
C9	Capacitor	220n	0805
C10		10u	C1206_POL
Cosc1	Capacitor	33p	0805
Cosc2	Capacitor	33p	0805
D1		SMD_LED red	SMD_LED
D3		SMD_LED green	SMD_LED
D4			SMD_LED_3C
J1		USB_B	USB_B
J2		ICP	HEADER_5X2_A
J3	Header, 7 - Pin	SPI	HDR1X7
R1		180R	0805
R2		100R	0805
R3		100R	0805
R5		100R	0805
R6		1k5	0805
R7		10K	0805
R8		10K	0805
Riccsel1		10k	0805
SW1		NReset	SMT_Button
SW2		SMT_Button	SMT_Button
SW3		SMT_Button	SMT_Button
U1		LIS3LV02DL	TLGA_4.4x7.5x1_16L
U2		ST72F651AR6T1E	TQFP64_10x10
Yoscm1	Crystal	12MHz	OSC_SMD

九、文档修订历史

Date	Revision	Changes
13 - Sep - 2006	1	Initial release.

总结

本文围绕 EK3LV02DL 评估套件展开了全面介绍，从套件的组成和功能，到 GUI 的安装与使用，再到数据采集和支持的命令等方面，为大家提供了详细的操作指南。相信通过学习本文，你能更好地利用这个评估套件进行相关的设计和开发工作。在实际应用中，大家不妨多尝试不同的设置和命令，挖掘出更多的功能和潜力。如果你在使用过程中遇到任何问题，欢迎在评论区分享交流。