【雕爷学编程】Arduino动手做（48）---三轴ADXL345模块

37款传感器与模块的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块，依照实践（动手试试）出真知的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一做做实验，不管能否成功，都会记录下来---小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。 

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

实验四十八：GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块 （IIC/SPI传输）

ADXL345芯片

ADXL345是一款小而薄的低功耗3轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16g。数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI（3线或4线）或I2C数字接口访问。ADXL345非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(4 mg/LSB)，能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。该器件提供多种特殊检测功能。活动和非活动检测功能检测有无运动发生，以及任意轴上的加速度是否超过用户设置的限值。敲击检测功能可以检测单击和双击动作。自由落体检测功能可以检测器件是否正在掉落。这些功能可以映射到两个中断输出引脚中的一个。正在申请专利的32级先进先出(FIFO)缓冲器可用于存储数据，最大程度地减少主机处理器的干预。低功耗模式支持基于运动的智能电源管理，从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。

ADXL345采用3 mm × 5 mm × 1 mm、14引脚小型超薄塑料封装。

主要特性
超低功耗：V S = 2.5 V 时（典型值），测量模式下低至23ì A ，
待机模式下为0.1μA
功耗随带宽自动按比例变化
用户可选的分辨率
10 位固定分辨率
全分辨率，分辨率随g范围提高而提高，± 16g 时高达13 位
(在所有g范围内保持4 mg/L S B 的比例系数)
正在申请专利的嵌入式存储器管理系统采用FI FO 技术，可将
主机处理器负荷降至最低
单振/双振检测
活动/非活动监控
自由落体检测
电源电压范围：2.0 V 至3.6 V
I / O电压范围：1.7 V 至V S
S PI （3线和4线）和I 2 C数字接口
灵活的中断模式，可映射到任一中断引脚
通过串行命令可选测量范围
通过串行命令可选带宽
宽温度范围（- 40° C 至+ 85 ℃）
抗冲击能力：10, 000 g
无铅/符合Ro HS标准

工作原理
ADXL345是一款完整的3轴加速度测量系统，可选择的测量范围有±2 g，±4 g，±8 g或±16 g。既能测量运动或冲击导致的动态加速度，也能测量静止加速度，例如重力加速度，使得器件可作为倾斜传感器使用。该传感器为多晶硅表面微加工结构，置于晶圆顶部。由于应用加速度，多晶硅弹簧悬挂于晶圆表面的结构之上，提供力量阻力。差分电容由独立固定板和活动质量连接板组成，能对结构偏转进行测量。加速度使惯性质量偏转、差分电容失衡，从而传感器输出的幅度与加速度成正比。相敏解调用于确定加速度的幅度和极性。

ADXL345三轴加速度模块
采用ADXL345芯片，具有体积小，功耗低的特点，13位数字精度分辨能够测量超过±16g的加速度变换。信号输出为16位数字输出，可以通过SPI与I2C接口实现信号采集。ADXL345适用于倾斜角度测量，能够进行静态重力加速度检测。同时也适用于运动状态的追踪，测量运动或冲击过程造成的瞬时加速度。其高分辨率(4mg/LSB)使之能够感应变化小于1°的倾斜角度。ADXL345三轴加速度计还内置一款LDO模块让你的加速度计能够工作于3.3~6v的工作电压之下。同时传感器提供了几个特殊的功能。能够在静态或动态情况下检测是否有运动或停止出现，另外能够感知单轴的加速度值是否超出用户的设定值。检测单击/双击。如果该设备正在下降，能进行自由落体感应检测。这些功能能够被映射到两个中断输出引脚上。在低功耗模式是用户能够基于ADXL345动作感应，进行电源管理，同时只损耗极低的功耗。

ADXL345三轴加速度模块
采用ADXL345芯片，具有体积小，功耗低的特点，13位数字精度分辨能够测量超过±16g的加速度变换。信号输出为16位数字输出，可以通过SPI与I2C接口实现信号采集。ADXL345适用于倾斜角度测量，能够进行静态重力加速度检测。同时也适用于运动状态的追踪，测量运动或冲击过程造成的瞬时加速度。其高分辨率(4mg/LSB)使之能够感应变化小于1°的倾斜角度。ADXL345三轴加速度计还内置一款LDO模块让你的加速度计能够工作于3.3~6v的工作电压之下。同时传感器提供了几个特殊的功能。能够在静态或动态情况下检测是否有运动或停止出现，另外能够感知单轴的加速度值是否超出用户的设定值。检测单击/双击。如果该设备正在下降，能进行自由落体感应检测。这些功能能够被映射到两个中断输出引脚上。在低功耗模式是用户能够基于ADXL345动作感应，进行电源管理，同时只损耗极低的功耗。

模块的电原理图

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（48）

实验四十八：GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块 （IIC/SPI传输）

简单实验，之一

*/

 

void setup() 

{ 

 Serial.begin(9600);     

 pinMode(A4, INPUT); 

 pinMode(A5, INPUT); 

} 

 

void loop() 

{ 

 Serial.println(analogRead(A4));

 Serial.println(analogRead(A5));

 

 delay(100);

}

　　

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（48）

实验四十八：GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块 （IIC/SPI传输）

实验代码之二

*/

 

#include <Wire.h>

 

#define DEVICE (0x53)  

#define TO_READ (6)    

 

byte buff[TO_READ] ;       

char str[512];             

int regAddress = 0x32;     

int x, y, z;                        

double roll = 0.00, pitch = 0.00;       

 

void setup() {

  Wire.begin();         

  Serial.begin(9600);  

  

  writeTo(DEVICE, 0x2D, 0);      

  writeTo(DEVICE, 0x2D, 16);

  writeTo(DEVICE, 0x2D, 8);

}

 

void loop() {

 

  readFrom(DEVICE, regAddress, TO_READ, buff); 

                                              

  x = (((int)buff[1]) << 8) | buff[0];   

  y = (((int)buff[3])<< 8) | buff[2];

  z = (((int)buff[5]) << 8) | buff[4];

 

  //we send the x y z values as a string to the serial port

  Serial.print("The acceleration info of x, y, z are:");

  sprintf(str, "%d %d %d", x, y, z);  

  Serial.print(str);

  Serial.write(10);

  

  RP_calculate();

  Serial.print("Roll:"); Serial.println( roll ); 

  Serial.print("Pitch:"); Serial.println( pitch );

  Serial.println("");

  

  delay(300);

}

 

void writeTo(int device, byte address, byte val) {

  Wire.beginTransmission(device); 

  Wire.write(address);        

  Wire.write(val);       

  Wire.endTransmission(); 

}

 

void readFrom(int device, byte address, int num, byte buff[]) {

  Wire.beginTransmission(device); 

  Wire.write(address);        

  Wire.endTransmission(); 

 

    Wire.beginTransmission(device); 

  Wire.requestFrom(device, num);    

 

  int i = 0;

  while(Wire.available())    

  { 

    buff = Wire.read(); 

    i++;

  }

  Wire.endTransmission();

}

 

void RP_calculate(){

  double x_Buff = float(x);

  double y_Buff = float(y);

  double z_Buff = float(z);

  roll = atan2(y_Buff , z_Buff) * 57.3;

  pitch = atan2((- x_Buff) , sqrt(y_Buff * y_Buff + z_Buff * z_Buff)) * 57.3;

}

　　

/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验（48）
实验四十八：GY-291 数字三轴重力加速度倾斜度模块 （IIC/SPI传输）
实验代码之三
*/
 
#include <Wire.h>
#define Register_ID 0 
#define Register_2D 0x2D 
#define Register_X0 0x32 
#define Register_X1 0x33 
#define Register_Y0 0x34 
#define Register_Y1 0x35 
#define Register_Z0 0x36
#define Register_Z1 0x37 
 
int ADXAddress = 0xA7 >> 1;
int reading = 0; 
int val=0;
int X0,X1,X_out;
int Y0,Y1,Y_out;
int Z1,Z0,Z_out;
double Xg,Yg,Zg;
 
void setup()
{
   Wire.begin();         
   Serial.begin(9600);  
   delay(100);
   
   Wire.beginTransmission(ADXAddress);
   Wire.write(Register_2D);
   Wire.write(8);                
   Wire.endTransmission();     
}
 
void loop()
{
   
   Wire.beginTransmission(ADXAddress); 
   Wire.write(Register_X0);
   Wire.write(Register_X1);
   Wire.endTransmission();
   Wire.requestFrom(ADXAddress,2); 
   if(Wire.available()<=2)   
   {
     X0 = Wire.read();
     X1 = Wire.read(); 
     X1=X1<<8;
     X_out=X0+X1;   
   }
 
  
   Wire.beginTransmission(ADXAddress); 
   Wire.write(Register_Y0);
   Wire.write(Register_Y1);
   Wire.endTransmission();
   Wire.requestFrom(ADXAddress,2); 
   if(Wire.available()<=2)   
   {
     Y0 = Wire.read();
     Y1 = Wire.read(); 
     Y1=Y1<<8;
     Y_out=Y0+Y1;
   }
  
   Wire.beginTransmission(ADXAddress); 
   Wire.write(Register_Z0);
   Wire.write(Register_Z1);
   Wire.endTransmission();
   Wire.requestFrom(ADXAddress,2); 
   if(Wire.available()<=2)   
   {
     Z0 = Wire.read();
     Z1 = Wire.read(); 
     Z1=Z1<<8;
     Z_out=Z0+Z1;
   }
  
    Xg=X_out;  
    Yg=Y_out;  
    Zg=Z_out;  
   Serial.print("X= ");
   Serial.print(Xg);
   Serial.print("       ");
   Serial.print("Y= ");
   Serial.print(Yg);
   Serial.print("       ");
   Serial.print("Z= ");
   Serial.print(Zg);
   Serial.println("  ");
   delay(200);
}