MMA766OFC加速度计在移动电话中的应用

加速度计在手机市场迅速扩散，实现了巧妙的创新，继续帮助开发人员将其产品从竞争对手中脱颖而出。

据iSuppli称，加速度计正迅速渗透到手机市场，似乎没有在不久的将来放松。正如他们预测的那样，2010年出货的手机中约有三分之一包括MEMS加速度计。这比2009年出货的五分之一和2008年的11分中的一个要多。加速度计允许用户使用手指敲击和三维动作来执行特定命令，通常取代多次击键的需要。

手机用户，例如，要求复杂的用户界面，允许快速，精确的通信，而无需复杂的数据输入。他们还希望在预算价格的手机以及高端型号中使用这些功能。飞思卡尔的MMA7660FC低g三轴数字加速度计是该公司首款专为移动电话和其他小型手持设备设计的产品。低成本，低功耗智能传感采用紧凑型封装，可为便携式电池供电设备增添巨大功能，无需多余空间。

本质上，MEMS将基于硅的微电子技术与微加工技术相结合。三轴加速度计可以检测三个不同平面或轴上的运动。这允许开发人员实现单个加速度计，以在移动设备中结合点击，摇动和方向检测。例如，可以使用前后摇动和上下摇动来执行两个不同的命令。虽然加速度计可以用于许多手持应用，但移动电话已占据市场主导地位。加速度计不仅使开发人员能够融入巧妙的创新，使其产品在竞争中脱颖而出，而且还为ISV（独立软件供应商），接口提供商和无线服务运营商提供增加收入的机会。

MMA7660FC加速度计可用于检测自然用户交互，包括：

方向检测不仅可以自动调整为纵向或横向配置

单击检测，可以在用户可选择的阈值和X，Y和Z轴上的持续时间

Shake，可用于表示特定击键或一系列击键

手势和游戏动作，例如三 - 然而，如果移动电话等便携式设备想要开拓市场中的有利可图的部分，那么移动电话等便携式设备需要的不仅仅是改进功能。此外，还必须解决尺寸和电池寿命等固有限制。

使用MMA7660FC加速度计的四个充分理由

由于更多应用需要运动检测，MMA7660FC具有四个关键要求：数字输出，小型封装，低功耗和嵌入式智能。

数字输出

MMA7660FC加速度计具有I²C输出，可直接与处理器通信，无需ADC。使用X，Y或Z的6位输出值，您可以为一个或多个运动检测选项配置中断，例如方向，点击，摇动或数据就绪。一旦发生中断，处理器就可以通过I²C查询加速度计，以准确了解触发了哪个中断。

占地面积小

MMA7660FC采用3 x 3 x 0.9 mm双，扁平，无 - 引脚（DFN）封装，间距为0.5 mm。这对于便携式手持设备（如移动电话）至关重要，因为它使设计人员能够添加三轴加速度计的所有有用功能，而不会限制空间受限的PCB的限制。

为了确保正确安装，飞思卡尔提供了一份应用笔记“AN3839：MMA7660FC电路板安装指南”，可从www.freescale.com/xyz下载PDF格式。它讨论了表面贴装应用的最小建议占位面积，这些应用会显着影响电路板和封装之间的焊接连接接口。该应用笔记还提供了焊接和安装指南，可最大限度地减少板安装后对封装的压力。遵循这些指南和电路板安装注意事项将使MMA7660FC传感器获得最佳性能。

最终应用中的低功耗

飞思卡尔是高性能，高能效半导体产品设计的公认领导者。为了突显这一点，飞思卡尔推出了节能解决方案标志。该标志突出了所选产品，这些产品在有效实施节能技术方面表现优异，并在其旨在解决的应用领域中提供市场领先的性能。访问这些产品的最新名单在http://www.nxp.com/applications/solutions-for-the-iot-and-adas:IFINDSTRYFCS？tid=vanENERGY。照片的MMA7660FC加速计已经获得飞思卡尔能源 - 高效解决方案通过先进的架构和电路技术与最新的设计方法和工艺技术的独特组合来标记，这些技术可提供高能效的性能，在有限的能源预算内提供最高的性能水平。这是飞思卡尔与目标市场中的客户密切合作以确定其特定性能和能源需求，以及开发优化解决方案的结果，这些解决方案可在应用程序的整个生命周期内提供极为节能的性能。所述加速度计MMA7660FC具有非常低的电流消耗：0.4μA关闭模式，2μA待机模式和有源模式下，以47μA（1个样本/秒）结果，此外，该加速度计MMA7660FC提供极其灵活的通过用户可配置的采样率实现性能/功耗选项。速率可以调整，以仅提供特定功能所需的性能，并且具有不同的电流消耗的每个配置对应（见表1）。结果，样品最小值典型值最大值1 38μA47μA62μA2 37μA49μA60μA 4 48μA54μA83μA8 59μA66μA86μA16 70μA89μA100μA32 85μA133μA171μA64 170μA221μA262μA120 224μA294μA350μA结果表1：MMA7660FC用户 - 可配置的采样率。例如，在120个采样/秒时，消耗速率约为294μA。但是，如果您下拉到一个样本/秒，相应的速率仅为47μA。这种灵活性允许您针对特定功能微调采样率，确保功耗尽可能低。例如：

一个样本/秒非常适合自动唤醒运动检测。当加速度计检测到任何运动时，它基本上告诉处理器，“我正在感知运动。你可能想要为你想要运行的任何类型的应用程序开始更多的采样。”

用密钥进行大量测试后在移动世界中，四个样本/秒被确定为纵向/横向定向和摇动的足够速率。典型功耗为54微安。

的甜蜜点覆盖最摇动和手势的要求，如那些用于许多可被加载到今天的移动电话的游戏所需的，是32个样本/秒用典型工作电流为133μA。

点击（用手指在移动设备上点击一次或两次）是建议采样120次/秒的唯一功能。率较高，在294μA运行，需要用于系统识别的抽头和典型的抖动之间的差。

一旦输出数据速率被配置，所述MMA7660FC更新所有三个数据寄存器中的轴，每轴的分辨率为6位。

MMA7660FC加速度计还集成了先进的自动低功耗模式，具有自动唤醒和自动休眠功能。三种模式，关闭，待机和活动，为功率保守应用提供不同的功能（参见图1）。

图1：MMA7660FC测量和功率模式。

关闭模式 - 数字线路打开但模拟线路关闭。 MMA7660FC不加载I²C总线，所有I²C活动都被忽略。

待机模式 - 数字和模拟线都打开，MMA7660FC响应I²C活动。可以访问寄存器以在需要时将设备设置为活动模式，并且传感器测量系统处于空闲状态。

活动模式 - 数字和模拟线都打开，MMA7660FC响应I²C活动。传感器测量系统以可编程输出数据速率运行，并运行数字分析功能。如果满足以下条件，则进入低功耗（用户选择的采样率较低）睡眠模式：

启用自动睡眠功能并且

睡眠计数器已经过，表示在可编程睡眠计数器的持续时间内，没有方向改变，没有抖动，也没有发生敲击或脉冲。

睡眠模式通过降低采样率来节省电量（禁用点击模式）。检测到抖动，倾斜角度的变化或方向的变化会启动自动唤醒，使MMA7660FC恢复到完全激活模式。

MMA7660FC加速度计具有自动唤醒/睡眠功能，可以启用以节省功率。在睡眠状态下，设备被置于用户指定的低采样率（1，8，16或32个样本/秒）中，以最小化功耗。当启用自动唤醒并检测到活动时，例如方向改变，加速度改变或振动事件，设备唤醒。

在唤醒状态下，MMA7660FC加速度计被置于用户指定的状态根据功率和响应考虑，采样率（从一个样本/秒到120个样本/秒）。启用自动睡眠模式后，如果在睡眠计数器结束之前启用的运动检测没有变化，则设备将进入睡眠状态并启用自动唤醒模式。因此，MMA7660FC加速度计可以编程为在自动唤醒/休眠之间连续循环。

智能

MMA7660FC可以通过可配置的中断进行编程，以包含任何运动检测（参见图2）。每个检测到的运动（例如方向，敲击或抖动）都记录在只读状态寄存器（TILT）的专用位中。为了确定发生了什么类型的运动，将发生中断，指示已经触发了一个配置的运动事件。 TILT寄存器必须发出I²C读命令才能解码导致中断的动作。

图2：MMA7660FC多种检测算法。

启用中断

用户可以选择启用或禁用INTSU（0x06）寄存器中的任何以下中断：前/后中断，上/下/左/右中断，分接检测中断，GINT（实时运动跟踪），X轴振动，Y轴振动和Z轴中断振动。如果启用了GINT，则可以将实时运动跟踪配置为在每次传感器数据更新后触发中断，从一个样本/秒到120个样本/秒。如果启用任何摇动轴中断，过度搅拌（大于1.3 g）将触发中断。如果启用了向上/向下/向左/向右中断或前向/反向中断，则这些方向的更改将产生中断。当启用自动睡眠功能并且自动睡眠计数器已用时间未启用任何启用的运动检测时，将发生中断。当器件处于休眠状态时，如果发生抖动中断，改变倾斜角度（通过分接中断通知）或方向检测中断，器件将进入休眠状态并进入唤醒状态。

表2列出了寄存器将用于和/或配置用于方向，振动，自动唤醒/睡眠和分接检测。

寄存器概述 地址 名称 功能 位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0 0x00 XOUT 6位输出值X - 警报 XOUT ［5］ XOUT ［4］ XOUT ［3］ XOUT ［2］ XOUT ［1］ XOUT ［0］ 0x01 《 span》 YOUT 6位输出值Y - 警告YOUT ［5］ YOUT ［4］ YOUT ［3］ YOUT ［2］ YOUT ［1］ YOUT ［0］ 0x02 ZOUT 6位输出值Z - 警报 ZOUT ［5］ ZOUT ［4］ ZOUT ［3］ ZOUT ［2］ ZOUT ［1］ ZOUT ［0］ 0x03 TILT 倾斜状态 摇动 警告 点击 PoLa ［2］ PoLa ［1 ］ PoLa ［0］ BaFro ［1］ BaFro ［0］ 0x04 SRST 采样率状态 0 0 0 0 0 0 AWSRS AMSRS 0x05 SPCN 睡眠计数 SC ［7］ SC ［6］ SC ［5］ SC ［4］ SC ［3］ SC ［2］ SC ［1］ SC ［0］ 0x06 《 span》 INTSU 中断设置 SHINT SHINT SCINTZ GINT ASINT PDINT PLINT FBINT 0x07 模式 模式 IAH IPP SCPS ASE AWE TON - 模式 0x08 SR 自动睡眠和活动模式纵向/横向采样率和去抖滤波器 FILT ［2］FILT ［1］ FILT ［0］ AWSR ［1］ AMSR ［0］ AMSR ［2］ AMSR ［1］ AMSR ［0］ 0x09 PDET 分接检测 ZDA YDA XDA PDTH ［4］ PDTH ［3］ PDTH ［2］ PDTH ［1］ PDTH ［0］ 0x0A PD 点击反跳计数 PD ［7］ PD ［6］PD ［5］ PD ［4］ PD ［3］ PD ［2］ PD ［1］ PD ［0］ 0x0B至0x1F 工厂 保留 - - - - - - - -

表2：用户注册概述。

应用程序中的方向检测

方向检测通常是纵向/横向功能常见于今天的手机。但是，这种特定的运动检测过程可以增加功能。它可以检测任何位置的六个过渡，包括后退，前，左，右，上和下。可以将这些运动检测中的任何一个编程为特定响应。例如，如果手机正面朝下，显然没有使用，因此它可能会进入低功耗模式。如果手机正在响铃并且用户将其面朝下放置，则会挂断电话，或者当面朝上放置时会激活扬声器电话。

图3：方向检测流程图。

MMA7660FC中启用方向检测

倾斜方向为三维，并在其最后已知的静态位置中标识。倾斜方向可以从六个不同的位置测量：左，右，上，下，后和前。上/下/左/右的跳闸点发生在距离水平约45度处，而后/前中断发生在距离水平约15度处。这允许产品将其显示方向适当地设置为纵向或横向模式，或者在将设备倒置时关闭显示器。

使用具有中断功能的内置方向检测将节省大量系统资源与轮询方法相比，功耗和功耗。轮询方法要求主处理器启动计时器以读取加速度计输出（XYZ），然后使用软件算法来判断传感器方向。这意味着系统必须重复读取和计算新的定位位置。但是，使用MMA7660FC加速度计，一旦设备配置为方向检测，设备方向的变化就会通过中断发出信号，因此应用程序只需要通过读取TILT寄存器来更新新方向进行响应。

用户通过根据目标功耗或方向检测的所需响应速率选择特定采样率来配置设备以进行方向检测。通过选择TILT去抖动计数，启用自动唤醒/睡眠先决条件和方向中断选项。

MMA7660FC加速度计中的纵向到横向跳变点为45度，由内部逻辑定义。但是，使用软件增强功能和外部微控制器，可以更改跳变点。有关详细讨论，请阅读飞思卡尔的应用说明“如何使用MMA7660FC与微控制器进行软件增强以更改方向检测跳变点”，可从www.freescale.com/xyz下载PDF格式。

振动检测应用程序

可以在任何方向检测摇动，并可用于执行许多不同的命令。例如，如果用户在手机中键入数字并出错，则用户只需摇动设备即可清除错误，而不是按下清除按钮。它还适用于游戏应用程序，为特定的屏幕操作提供快速捷径。摇动功能可用作按钮替换来执行功能，例如在手机上滚动图像或网页。

MMA7660FC中启用摇动检测

用户可以在MMA7660FC上启用摇动中断通过在INTSU（0x06）寄存器中使能SHINTX，SHINTY和/或SHINTZ来实现三个轴中的任何一个。必须根据抖动检测应用的目标功耗水平和/或所需响应速率选择采样率。

MMA7660FC加速度计通过检查XOUT，YOUT和ZOUT中每个轴的当前6位测量来检测抖动。 。测试用于抖动检测的轴是由SHINTX，SHINTY和/或SHINTZ启用的轴。如果所选轴的尺寸大于1.3g或小于-1.3g，则检测到该轴的抖动并发生中断。所有三个轴都是独立检查的，但在任何一个选定的轴中检测到抖动时，TILT寄存器中的公共抖动位会被设置。因此，当选择所有三个轴（SHINTX，SHINTY和/或SHINTZ）时，无法确定振动发生在哪个轴上。读取TILT寄存器后，抖动位清零，再次开始振动检测监控（参见图4）。

图4：抖动检测算法流程图。

应用程序中的点击检测

点击检测只是记录手指敲击设备。此功能可以替换许多按键和按钮命令，不仅可以在移动电话上，还可以替换任何需要用户界面并具有主按钮进行选择的产品。例如，当坐在重要会议中时，如果用户的手机开始振铃，只需轻触手机外部就可以直接将呼叫发送到语音信箱。

MMA7660FC中启用了分接检测

分路检测使用MMA7660FC的工作原理是检测超过用户定义阈值（PDET寄存器）一段时间（PD寄存器）的快速转换。启用轴的检测以OR为基础决定：如果在INTSU寄存器中设置了PDINT位，则器件通过TILT寄存器中的Tap位报告其检测到抽头的第一个轴。当TILT寄存器中的Tap位置1时，分接检测停止。读取TILT寄存器后，Tap检测将恢复（参见图5）。

图5：分接检测算法流程图。

结论

由于消费者需要复杂，直观的用户界面，无需复杂的数据输入即可实现快速，精确的通信，因此加速度计在手机中迅速普及。聪明的手机创新继续帮助开发人员将他们的产品从竞争中脱颖而出。设计使用MMA7660FC提供的智能感应的便携式电子应用包括制造商和消费者等众多优势，包括：

具有可配置省电模式的低功耗设备

电源选择有助于通过选择八种采样率中的一种来实现最佳电流消耗

具有可配置方向，抖动和分接检测的智能设备

带有直接I²C接口的数字加速度计通信灵活性

紧凑型封装可实现手持产品的智能运动功能

飞思卡尔的加速度计产品组合将继续扩展，为制造商提供更多机会，将加速度计纳入其新产品设计中。飞思卡尔的运动传感技术为手持产品设计带来了更高水平的准确性，可用性和可靠性，并将继续帮助客户在全球新兴市场创造新的应用。