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垣郎
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1 应用笔记使用低 g 三轴加速度计测量倾斜度引言该应用笔记介绍了一种低 g 三轴加速度计的倾斜检测理论和倾斜角测量方法一般来说, 这里描述的程序也可以应用于三轴模拟或数字加速度计, 这取决于它们各自的规格 2019 年 11 月 DocID Rev 1 [English Rev 1] 1/10

2 目录目录 1 计算倾斜角度工作原理倾斜检测单轴倾斜检测双轴倾斜检测三轴倾斜检测版本历史 /10 DocID Rev 1 [English Rev 1]

3 图片目录图片目录图 1. 使用加速度计的单轴测量倾斜图 2. 加速度计的单轴 360 旋转图 3. 加速度计的单轴 360 旋转坐标图图 4. 双轴加速度计的倾斜灵敏度图 5. 三轴加速度计的倾斜角度图 6. 三轴加速度计的倾斜灵敏度 DocID Rev 1 [English Rev 1] 3/10 10

4 计算倾斜角度 1 计算倾斜角度低 g MEMS 加速度计广泛用于消费电子和工业应用中的倾斜检测, 如屏幕旋转和汽车安全报警系统低 g 加速度计的另一个广泛用途是用于地图转换和个人导航设备的倾斜补偿式电子罗盘该应用笔记描述了如何通过对一些可能导致角度倾斜计算错误的非理想因素进行补偿, 从而准确测量相对于本地地球水平面的倾斜角度有关详细信息和设备规格, 请参阅提供的相关加速度计数据手册一般来说, 也可以使用三轴模拟或数字加速度计, 取决于各自的规格 1.1 工作原理图 1 显示用于倾斜测量的加速度计的单一感应轴图 1. 使用加速度计的单轴测量倾角 A α g α α AM06690v1 加速度计测量重力向量在感应轴上的映射被测加速度的振幅随感应轴与水平面的夹角 α 的正弦值的变化而变化公式 1 使用公式 1 可以估算倾斜角度, 公式 2 其中 : A = 测量的加速度 g = 地球的重力向量 4/10 DocID Rev 1 [English Rev 1]

5 计算倾斜角度加速度计的单轴 (360 旋转 ) 显示在图 2 和 3 中图 2. 加速度计的单轴 360 旋转 -g X a x = -g (90 ) α a x = 0 (0 ) a x = g (270 ) 图 3. 加速度计的单轴 360 旋转坐标图 [g] [ ] 1.2 倾斜检测单轴倾斜检测从图 2 和 3 可以看出, 当感应轴垂直于重力方向时, 传感器对倾斜角度的变化最敏感在这种情况下, 灵敏度约为 mg/ [= sin(1 ) - sin(0 )] 由于正弦函数的导数函数, 当感应轴接近其 +1 g 或 -1 g 位置时, 传感器的灵敏度较低 ( 对倾斜角度变化的响应较慢 ) 在这种情况下, 灵敏度仅有 0.15 mg/ [= sin(90 ) - sin(89 )] 表 1 显示不同倾斜角度下的灵敏度也就是说, 如图 3 所示, 正弦函数在 [0 45 ] [ ] 和 [ ] 处具有良好的线性度 DocID Rev 1 [English Rev 1] 5/10 10

6 计算倾斜角度表 1. 单轴加速度计的倾斜灵敏度倾角 [ ] 加速度 [g] Δg / [mg/ ] 双轴倾斜检测当使用双轴倾斜传感方法时, 用户应了解在两种不同的情况下, 这种方法可能会限制总体精度, 甚至阻止倾斜计算图 4, 例 A: 绕虚线箭头将加速度计逆时针旋转 β 角度当 β 小于 45 时,X 轴灵敏度较高,Y 轴灵敏度较低当 β 大于 45 时,X 轴灵敏度较低,Y 轴灵敏度较高因此, 如果使用两轴方法, 通常建议根据正交轴 ±1 g 条件计算角度图 4, 例 B: 在此位置,X 轴和 Y 轴的灵敏度都很高但是, 如果不借助第三个轴 ( 例如 Z 轴 ), 就不可能区分 30 的倾斜角和 150 的倾斜角, 因为 X 轴在这两个倾斜角度具有相同的输出图 4. 双轴加速度计的倾斜灵敏度 A B β < 45 β > 45 Sy < 12 mg/ Sy > 12 mg/ Y g g X X Y 6/10 DocID Rev 1 [English Rev 1]

7 计算倾斜角度三轴倾斜检测借助三轴加速度计, 用户可以组合使用 Z 轴与 X 轴和 Y 轴进行倾斜感应, 以提高倾斜灵敏度和精度 ( 参见图 5) 有两种方法计算图 5 中的三个倾角第一种方法是利用基本三角函数公式 3 4 和 5, 其中 A x1 A y1 和 A z1 是将加速度计校准应用到原始测量数据后得到的值 (A x A y A z ): 公式 3 公式 4 公式 5 图 5. 三轴加速度计的倾斜角 α X Y β γ Z 第二种方法是利用三角函数公式 6 和 7 计算俯仰和滚转倾斜角, 在 360 度旋转时保持恒定灵敏度, 如图 6 所示公式 6 公式 7 DocID Rev 1 [English Rev 1] 7/10 10

8 计算倾斜角度 [mg/ ] 图 6. 三轴加速度计的倾斜灵敏度 [ ] Arcsin (X) Arccos (Z) Arctan (X/Z) 8/10 DocID Rev 1 [English Rev 1]

9 版本历史 2 版本历史表 2. 文档版本历史日期版本变更 2014 年 6 月 10 日 1 初始版本表 3. 中文文档版本历史日期版本变更 2019 年 11 月 6 日 1 中文初始版本 DocID Rev 1 [English Rev 1] 9/10 10

10 版本历史重要通知 - 请仔细阅读意法半导体公司及其子公司 ( ST ) 保留随时对 ST 产品和 / 或本文档进行变更更正增强修改和改进的权利, 恕不另行通知买方在订货之前应获取关于 ST 产品的最新信息 ST 产品的销售依照订单确认时的相关 ST 销售条款买方自行负责对 ST 产品的选择和使用, ST 概不承担与应用协助或买方产品设计相关的任何责任 ST 不对任何知识产权进行任何明示或默示的授权或许可转售的 ST 产品如有不同于此处提供的信息的规定, 将导致 ST 针对该产品授予的任何保证失效 ST 和 ST 徽标是 ST 的商标若需 ST 商标的更多信息, 请参考所有其他产品或服务名称均为其各自所有者的财产本文档中的信息取代本文档所有早期版本中提供的信息 2019 STMicroelectronics - 保留所有权利 10/10 DocID Rev 1 [English Rev 1]

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STM32Cube_FW_F4?RTC??????BUG STM32Cube_FW_F4 中 RTC_Calendar 例程的 BUG 前言实时时钟 (RTC) 是一个独立的 BCD 定时器 / 计数器, 用来提供准确的日历和时间信息准确性是其重要的指标问题某客户在其产品的设计中, 使用了 STM32F429IIT6 客户在使用过程发现一个问题, 虽然已经有使用电池对 VBAT 进行供电, 但是在经常频繁的 VDD 上下电之后, 发现时钟会比准确的时间慢几秒钟