基于mems加速度计的智能闹钟

《基于mems加速度计的智能闹钟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于MEMS加速度计的智能闹钟王福鑫1,2，谭秋林1,2，李锦明1,2（1.中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051；2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051）摘要：集成MEMS加速度计的智能闹钟，可以准确读取MXC6202-MEMSIC的数据，根据加速度强度的大小控制闹钟的关闭。关键字：MSP430F149、MEMS加速度计、C6202Abstract：IntegratedMEMSaccelerometersmartalarmclock,youcanaccuratelyreadMXC6202-

2、MEMSICdata,accordingtotheintensityofthesizeoftheaccelerationcontrolalarmclockoffKeyword：MSP430F149、MEMSaccelerometer、C62021综述目前最新Thinkpad手提电脑里内置的MEMS加速度计，能够动态的监测出笔记本在使用中的振动，并根据这些振动数据，系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行，这样可以最大程度的保护由于振动，比如颠簸的工作环境，或者不小心摔了电脑所造成的硬盘损害，最大程度地保护里面的数据。目前一些先进的移动硬盘

3、上也使用了这项技术。在数码相机和摄像机里，用MEMS加速度计来检测拍摄时候的手部的振动，并根据这些振动，自动调节相机的聚焦。MEMS加速度计还可以用来分析发动机的振动。汽车防撞气囊的启动也可以由MEMS加速度计控制。由此可见MEMS加速度计可以振动检测、姿态控制、安防报警、消费应用、动作识别、状态记录等中发挥重要作用。本文的智能闹钟就是基于MEMS加速度计而设计的，具有体积小、重量轻和功耗低等特点。2MEMS加速度计2.1MEMS加速度计特性MEMS（microelectromechanicalsystems）加速度计就是使用MEMS技术

4、制造的加速度计。MEMS加速度计分为三种：电式、容感式、热感式。本文采用C6202-MEMSIC双轴加速度传感器。该传感器的特性有：IIC快速被动模式接口；2.7~3.6V可以连续运行；低功耗：＜6mAV；芯片上混合信号处理；体积封装小：5mm*5mm*1.55mm；最大承受冲击＞50,000g；底板最大噪声是1mg/Hz，信号在1mg情况下允许在1Hz宽带处理。由于采用微机电系统技术，使得其尺寸大大缩小，一个MEMS加速度计只有指甲盖的几分之一。MEMS加速度计具有体积小、重量轻、能量低等优点。2.2MEMS加速度计相关电路在加速度计电

5、路的设计中，主要遇到两个问题：一是加速度计容易受到噪音的限制；二是容易受到电源干扰。首先，加速度计受到噪音限制，输出的噪音将会影响测量的频宽，这里通过一个外部的低通滤波器可以减小频宽，减小噪音输出。减小频宽可以改善信噪比和解决整体质量。输出噪音值与频宽的平方成正比，噪音的最大振幅代表了最差情况下的测量结果。带一个简单的RC低通滤波器是，输出噪音的均方值。计算公式如下式（1）所示：式1其次，为防止电源干扰，我们可以加一个电容。电容应该尽量与芯片的VDD引脚靠近，电容的接线尽量短，并且优先与电容表面相连。此处电容一般选用0.1µF的陶瓷电容。

6、IIC总线上的两根线分别为SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟）。为了使数据开始传输，总线必须空闲，两根线同时定义了高电平输出态。由于高低拉阻结构和线与操作，任何芯片在总线上都可被拉低并覆盖高电平信号。数据在SDL上传输必须在SCL高电平稳定期间。也就是说数据只能在SCL低电平时改变。加速度传感器与MCU的电路连接如图1所示。电容CC3的作用就是为了防止电源的干扰。图1MXC6202与MCU的电路连接2.3加速度计与MCU的通信MSP430单片机与6202加速度传感器的通信是通过IIC接口与单片机连接进行通信，为了进一步减少IIC总线的

7、噪音，我们采用了信号处理程序滤波。数据传输以“start”条件开始，以“stop”条件结束。我们把SCL处于高电平且SDA下降沿时定义为“start”。把SCL处于高电平时SDA下降沿时定义为“stop”。所有总线上传输的数据都是8位的。每个字节都必须回应确认。每字节的传输占9个时钟周期。数据的传输以最高位开始。在开始之后，主芯片呼应一个从属芯片，6202加速度计有7位地址，第8位控制读写，在地址被定义后，当SDA线拉低时芯片就会回应相应指令信号。为了读取加速度信号，主芯片必须写进6202芯片8位地址代码[*******0]。芯片引脚功能

8、如下表1所示。表16202加速度计引脚功能位名称功能0PD电源开关（1,0）1ST自测开关（1,0）2BGTST带隙测试/正常（1,0）3TOEN温度正常/异常（1,0）ST位检测加速度计运行