L3G4200陀螺仪学习
L3G4200D传感器学习
L3G4200D是意法（ST）半导体公司推出的一款MEMS运动传感器：三轴数字输出陀螺仪，可测量物体绕X、Y、Z三轴运动夫人角速度的变化，测量范围为±250, ±500, ±1000, 和 ±2000°/sec（dps）。通过测量角速度的变化，可以判别出物体的运动状态，所以也称为运动传感器，换句话说，这传感器可以让我们的设备知道自己“在哪儿和去哪儿”（where they are or where they are going），提供16位数据输出，输出值为16位数值的补码，以及可配置的低通和高通滤波器等嵌入式数字功能，支持IIC和SPI总线两种通讯方式。
一、传感器的测量方向和内部引脚图
引脚说明如下：
|
Pin |
名称 |
功能 |
|
1 |
Vdd_IO |
电源IO脚 |
|
2 |
SCL/SPC |
I2C串行时钟/SPI串口时钟 |
|
3 |
SDA/SDI/SDO |
I2C串行数据/SPI串行数据输入/3-wire串行接口数据输出 |
|
4 |
SDO/SA0 |
SPI串行数据输出/ I2C设备的地址不显着位 |
|
5 |
CS |
SPI启用 I2C / SPI模式选择(1: I2C模式; 0: SPI启用） |
|
6 |
DRDY/INT2 |
数据就绪/FIFO中断 |
|
7 |
INT1 |
可编程中断 |
|
8 |
Reserved |
接地 |
|
9 |
Reserved |
接地 |
|
10 |
Reserved |
接地 |
|
11 |
Reserved |
接地 |
|
12 |
Reserved |
接地 |
|
13 |
GND |
0V供应 |
|
14 |
PLLFILT |
锁相环环路滤波器 |
|
15 |
Reserved |
连接到Vdd |
|
16 |
Vdd |
电源 |
二、传感器寄存器的配置过程
1、初始化传感器（选择量程、高通滤波模式，设置中断使能等，对相应的控制寄存器进行写操作）
2、读取数据（首先读状态寄存器（STATUS_REG），若ZYXDA=1，则可以读数，否则等待。为减小误差，在编写程序时要设置连续读数多次，然后取平均值。）
三、主要寄存器介绍
1、控制寄存器
①CTRL_REG1(地址：20H):选择输出数据速率。输出带宽，以及X、Y、Z轴的使能
|
DR1 |
DR0 |
BW1 |
BW0 |
PD |
Zen |
Yen |
Xen |
DR1-DR0和BW1-BW0配置对应的输出速率和带宽如下表（其中：ODR为数据输出频率，Cut_Off为滤除频率）
|
DR<1:0> |
BW<1:0> |
ODR{Hz} |
Cut_Off |
|
00 |
00 |
100 |
12.5 |
|
00 |
01 |
100 |
25 |
|
00 |
10 |
100 |
25 |
|
00 |
11 |
100 |
25 |
|
01 |
00 |
200 |
12.5 |
|
01 |
01 |
200 |
25 |
|
01 |
10 |
200 |
50 |
|
01 |
11 |
200 |
70 |
|
10 |
00 |
400 |
20 |
|
10 |
01 |
400 |
25 |
|
10 |
10 |
400 |
50 |
|
10 |
11 |
400 |
110 |
|
11 |
00 |
800 |
30 |
|
11 |
01 |
800 |
35 |
|
11 |
10 |
800 |
50 |
|
11 |
11 |
800 |
110 |
|
PD |
0:掉电模式 1：普通模式或者休眠模式（默认为0 ） |
|
Zen |
Z轴使能 0：不启用 1：启用（默认1） |
|
Yen |
Y轴使能 0：不启用 1：启用（默认1） |
|
Xen |
X轴使能 0：不启用 1：启用（默认1） |
对于PD处于3个模式中的哪一个则看下表：
|
模式 |
PD |
Zen |
Yen |
Xen |
|
掉电模式 |
0 |
- |
- |
- |
|
休眠模式 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
普通模式 |
1 |
- |
- |
- |
②CTRL_REG2(地址：21H):选择高通滤波模式和高通截止频率
|
0 |
0 |
HPM1 |
HPM0 |
HPCF3 |
HPCF2 |
HPCF1 |
HPCF0 |
高通滤波器模式选择配置
|
HPM1 |
HPM0 |
高通滤波器模式 |
|
0 |
0 |
普通模式（reset reading HP_RESET_FILTER） |
|
0 |
1 |
滤波器参考信号 |
|
1 |
0 |
普通模式 |
|
1 |
1 |
根据中断自动设定 |
高通截止频率Hz
|
HPCF<3:0> |
ODR=100Hz |
ODR=200Hz |
ODR=400Hz |
ODR=800Hz |
|
0000 |
8 |
15 |
30 |
56 |
|
0001 |
4 |
8 |
15 |
30 |
|
0010 |
2 |
4 |
8 |
15 |
|
0011 |
1 |
2 |
4 |
8 |
|
0100 |
0.5 |
1 |
2 |
4 |
|
0101 |
0.2 |
0.5 |
1 |
2 |
|
0110 |
0.1 |
0.2 |
0.5 |
1 |
|
0111 |
0.05 |
0.1 |
0.2 |
0.5 |
|
1000 |
0.02 |
0.05 |
0.1 |
0.2 |
|
1001 |
0.01 |
0.02 |
0.05 |
0.1 |
③CTRL_REG3(地址：22H):中断使能
|
I1_Int1 |
I1_Boot |
H_Lactive |
PP_OD |
I2_DRDY |
I2_WTM |
I2_ORun |
I2_Empty |
相关功能配置如下：
|
I1_Int1 |
INT1脚中断使能（0：Disable，1：Enable）默认0 |
|
I1_Boot |
INT1脚引导状态可用（0：Disable，1：Enable）默认0 |
|
H_Lactive |
INT1脚中断激活配置（0：高，1：低）默认0 |
|
PP_OD |
Push- Pull / Open drain. (0: Push- Pull; 1: Open drain)默认0 |
|
I2_DRDY |
DRDY/INT2数据准备(0: Disable; 1: Enable)默认0 |
|
I2_WTM |
DRDY/INT2的FIFO WaterMark中断（0: Disable; 1: Enable）默认0 |
|
I2_ORun |
DRDY/INT2的FIFO溢出中断(0: Disable; 1: Enable)默认0 |
|
I2_Empty |
DRDY/INT2的FIFO空中断(0: Disable; 1: Enable)默认0 |
④CTRL_REG4(地址：23H):选择量程
|
BDU |
BLE |
FS1 |
FS0 |
- |
ST1 |
ST0 |
SIM |
相关配置如下表：
|
BDU |
数据块更新.（0：持续更新，1：输出寄存器在MSB和LSB读时才更新）默认为0 |
|
BLE |
大/小 尾端数据选择（0：数据LSB在地位地址，1：数据LSB在高位地址）默认0 |
|
FS1-FS0 |
满量程选择（00：250dps；01:500dps；10:2000dps；11:2000dps）（默认00） |
|
ST1-ST0 |
自检使能（00：普通模式；01：Self test 0 (+)；10：--；11：Self test 1 (-)） |
|
SIM |
SPI串行接口模式选择（0：四线接口；1：三线接口） |
⑤CTRL_REG5(地址：24H):FIFO使能，高通滤波使能
|
BOOT |
FIFO_EN |
-- |
HPen |
|
INT1_Sel1 |
INT1_Sel0 |
Out_Sel1 |
Out_Sel0 |
相关配置：
|
BOOT |
重启内存内容（0:普通模式; 1:重启内存内容）默认0 |
|
FIFO_EN |
FIFO（0: FIFO disable; 1: FIFO Enable）默认0 |
|
HPen |
高通滤波器使能(0: HPF disabled; 1: HPF enabled)默认0 |
|
INT1_Sel1- INT1_Sel0 |
INT1选择配置 ，默认0 |
|
Out_Sel1- Out_Sel0 |
外部选择配置，默认0 |
⑥STATUS_REG(地址：27H):状态寄存器，数据就绪可读
|
ZYXOR |
ZOR |
YOR |
XOR |
ZXYDA |
ZDA |
YDA |
XDA |
相关配置
|
ZYXOR |
X,Y,Z轴数据溢出（0：没有溢出1：在读之前，新数据已经将先前的数据覆盖）默认0 |
|
ZOR |
Z轴数据溢出（0：没有溢出1：在读之前，新数据已经将先前的数据覆盖）默认0 |
|
YOR |
Y轴数据溢出（0：没有溢出1：在读之前，新数据已经将先前的数据覆盖）默认0 |
|
XOR |
X轴数据溢出（0：没有溢出1：在读之前，新数据已经将先前的数据覆盖）默认0 |
|
ZYXDA |
X,Y,Z轴新数据（0：没有获取新数据1：获取新数据）默认0 |
|
ZDA |
Z轴新数据（0：没有获取新数据1：获取新数据）默认0 |
|
YDA |
Y轴新数据（0：没有获取新数据1：获取新数据）默认0 |
|
XDA |
X轴新数据（0：没有获取新数据1：获取新数据）默认0 |
2、数据寄存器（共6个，每个轴的角速度由两个字节组成，分成高位和低位，数据以二进制补码形式存储）：
OUT_X_L（地址：28H）：X轴角速度 低位
OUT_X_H（地址：29H）：X轴角速度 高位
OUT_Y_L（地址：2AH）：Y轴角速度 低位
OUT_Y_H（地址：2BH）：Y轴角速度 高位
OUT_Z_L（地址：2CH）：Z轴角速度 低位
OUT_Z_H（地址：2DH）：Z轴角速度 高位
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