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Datasheet File OCR Text: |
december 2009 doc id 16917 rev 1 1/42 42 LSM320HAY30 mems motion sensor module: 3d digital accelerometer and 2d pitch and yaw analog gyroscope features 2.7 v to 3.6 v power supply operation low voltage compatible digital ios, 1.8 v 2 g /4 g / 8 g dynamically selectable full-scale 300 dps absolute analog angular rate output i 2 c/spi digital linear acce leration interface (16 bit data output) two separated outputs for pitch and yaw axis (1x and 4x amplified) integrated low-pass filters for angular rate 2 independent programmable interrupt generators for free-fall and motion detection sleep-to-wakeup function 6d orientation detection extended operating temperature range (40 c to +85 c) high stability over temperature high shock survivability embedded self-test embedded power-down embedded low-power mode ecopack ? rohs and ?green? compliant (see section 9 ) applications motion control for smart user interface display orientation gaming and virtual reality input devices industrial and robotics vibration monitoring and compensation impact recognition and logging motion-activated functions intelligent power-saving for handheld devices free-fall detection description the LSM320HAY30 is a low-power system-in- package featuring a 3d digital linear acceleration sensor and a 2d analog angular rate pitch and yaw sensor. it provides excellent temperature stability and high resolu tion over an extended operating temperature range (-40c to +85c). st?s family of sensor modules leverages the robust and mature manufacturing process already used for the production of micromachined accelerometers. the LSM320HAY30 has a dynamically user-selectable full-scale acceleration range of 2 g /4 g /8 g , and an angular rate of 300 dps capable of detecting rates with a -3 db bandwidth up to 140 hz along pitch and yaw axes. the LSM320HAY30 is capable of measuring linear accelerations with output data rates from 0.5 hz up to 1 khz. the embedded self-test capabilit y allows the user to check the functioning of each sensor in the final application. the device can be configured to generate an interrupt signal by inertial wakeup/free-fall events as well as by the position of the device itself. several years ago st successfully pioneered the use of this package for accelerometers. today, st has the widest manufacturing capability an d strongest expertise in the world for production of sensors in plastic lga packages. lga-28l (4.4x7.5x1.1mm) www.st.com
contents LSM320HAY30 2/42 doc id 16917 rev 1 contents 1 block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1 pin connection and description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 mechanical and electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.1 mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3 absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4 functionality and terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.1 factory calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.2 sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.3 zero level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.4 self-test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.5 advanced features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.5.1 linear acceleration sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.5.2 angular rate sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5 application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 5.1 linear acceleration sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.2 angular rate sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5.3 soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 6 digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.1 i2c serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 6.1.1 i2c operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 6.2 spi bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 6.2.1 spi read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 6.2.2 spi write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.2.3 spi read in 3-wires mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 7 register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 8 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 LSM320HAY30 contents doc id 16917 rev 1 3/42 8.1 who_am_i (0fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 8.2 la_ctrl_reg1 (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 8.3 la_ctrl_reg2 (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 8.4 la_ctrl_reg3 (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 8.5 la_ctrl_reg4 (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 8.6 la_ctrl_reg5 (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 8.7 la_hp_filter_reset (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 8.8 reference (26h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ) 32 8.9 la_status_reg (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 8.10 la_out_x_l (28h), la_out_x_h (29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 8.11 la_out_y_l (2ah), la_out_y_h (2bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 8.12 la_out_z_l (2ch), la_out_z_h (2dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 8.13 la_int1_cfg (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 8.14 la_int1_src (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 8.15 la_int1_ths (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 8.16 la_int1_duration (33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 8.17 la_int2_cfg (34h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 8.18 la_int2_src (35h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 8.19 la_int2_ths (36h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 8.20 la_int2_duration (37h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 9 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 10 ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 11 revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 list of tables LSM320HAY30 4/42 doc id 16917 rev 1 list of tables table 1. pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 table 2. mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 table 3. electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 table 4. absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 table 5. angular rate sleep mode and power-down mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 table 6. external component values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 table 7. serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 table 8. serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 table 9. sad+read/write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 table 10. transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 table 11. transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 table 12. transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 20 table 13. transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 20 table 14. register address map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 table 15. who_am_i register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 table 16. la_ctrl_reg1 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 table 17. la_ctrl_reg1 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 table 18. power mode and low-power output data rate configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 table 19. normal mode output data rate configurations and low-pass cut-off frequencies . . . . . . . . 27 table 20. la_ctrl_reg2 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 table 21. la_ctrl_reg2 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 table 22. high-pass filter mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 table 23. high-pass filter cut-off frequency configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 table 24. la_ctrl_reg3 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 table 25. la_ctrl_reg3 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 table 26. data signal on int 1 and int 2 pad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 table 27. la_ctrl_reg4 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 table 28. la_ctrl_reg4 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 table 29. la_ctrl_reg5 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 table 30. la_ctrl_reg5 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 table 31. sleep-to-wake configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 table 32. reference register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 table 33. reference description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 table 34. la_status_reg register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 table 35. la_status_reg description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 table 36. la_int1_cfg register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 table 37. la_int1_cfg description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 table 38. interrupt 1 source configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 table 39. la_int1_src register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 table 40. la_int1_src description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 table 41. la_int1_ths register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 table 42. la_int1_ths description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 table 43. la_int1_duration register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 table 44. la_int2_duration description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 table 45. la_int2_cfg register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 table 46. la_int2_cfg description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 table 47. interrupt mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 table 48. la_int2_src register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 LSM320HAY30 list of tables doc id 16917 rev 1 5/42 table 49. la_int2_src description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 50. la_int2_ths register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 51. la_int2_ths description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 52. la_int2_duration register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 53. la_int2_duration description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 table 54. device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 table 55. document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 list of figures LSM320HAY30 6/42 doc id 16917 rev 1 list of figures figure 1. block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 figure 2. pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 figure 3. LSM320HAY30 electrical connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 figure 4. angular rate output response vs. rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 figure 5. read and write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 figure 6. spi read protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 figure 7. multiple byte spi read protocol (2 byte example) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 figure 8. spi write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 figure 9. multiple byte spi write protocol (2 byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 figure 10. spi read protocol in 3-wires mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 figure 11. lga-28: mechanical data and package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 LSM320HAY30 block diagram and pin description doc id 16917 rev 1 7/42 1 block diagram and pin description figure 1. block diagram # / . 4 2 / , , / ' ) # ) . 4 % 2 2 5 0 4 ' % . # , / # + 4 2 ) - - ) . ' # ) 2 # 5 ) 4 3 2 % & |