IIS2DLPC
MEMS digital output motion sensor: high-performance
ultra-low-power 3-axis accelerometer for industrial applications
Datasheet
-
production data
Description
The IIS2DLPC is an ultra-low-power high-performance
three-axis linear accelerometer with digital I²C/SPI
output interface which leverages on the robust and
mature manufacturing processes already used for the
production of micromachined accelerometers.
The IIS2DLPC has user-selectable full scales of
±2g/±4g/±8g/±16g and is capable of measuring
accelerations with output data rates from 1.6 Hz to
1600 Hz.
The IIS2DLPC has one high-performance mode and 4
low-power modes which can be changed on the fly,
providing outstanding versatility and adaptability to the
requirements of the application.
The IIS2DLPC has an integrated 32-level first-in, first-out
(FIFO) buffer allowing the user to store data in order to
limit intervention by the host processor.
The embedded self-test capability allows the user to
check the functioning of the sensor in the final
application.
The IIS2DLPC has a dedicated internal engine to
process motion and acceleration detection including
free-fall, wakeup, highly configurable single/double-tap
recognition, activity/inactivity, stationary/motion
detection, portrait/landscape detection and 6D/4D
orientation.
The IIS2DLPC is available in a small thin plastic land
grid array package (LGA) and it is guaranteed to operate
over an extended temperature range from -40 °C to
+85 °C.
Features
±2g/±4g/±8g/±16g full scale
Multiple operating modes reconfigurable on the fly:
from ultra-low-power to high-performance high-
resolution mode
Ultra-low power consumption: 50 nA in power-down
mode, below 1
μA
in active low-power mode, 120
μA
in high-performance mode
Output data rates from 1.6 Hz to 1600 Hz; bandwidth
up to 800 Hz
Single data conversion on demand
Very low noise: down to 90
μg/√Hz
32-level FIFO and 2 independent programmable
interrupts
High-speed I²C/SPI digital output interface
Supply voltage, 1.62 V to 3.6 V
Embedded temperature sensor
Self-test
10000
g
high shock survivability
ECOPACK, RoHS and “Green” compliant
Applications
Industrial IoT and connected devices
Anti-tampering devices
Appliances and robotics
Industrial tools and factory equipment
Portable healthcare devices and hearing aids
Vibration monitoring
Tilt/inclination measurements
Smart power saving & motion-activated functions
Impact recognition and logging
Table 1. Device summary
Order code
IIS2DLPCTR
Temp.
Package
range [°C]
-40 to +85
LGA-12
Packaging
Tape and reel
Product label
May 2019
This is information on a product in full production.
DocID031788 Rev 4
1/69
www.st.com
Contents
IIS2DLPC
Contents
1
Block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1
1.2
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2
Mechanical and electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1
2.2
2.3
2.4
Mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.4.1
2.4.2
SPI - serial peripheral interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
I
2
C - inter-IC control interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.5
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3
Terminology and functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1
Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1.1
3.1.2
Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Zero-g level offset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Single data conversion on demand mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Self-test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Activity/Inactivity, stationary/motion-detection functions . . . . . . . . . . . . 24
High tap/double-tap user configurability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Offset management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2
Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
3.3
3.4
3.5
3.6
Sensing element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
IC interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Factory calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4
5
Application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Digital main blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.1
Block diagram of filters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2/69
DocID031788 Rev 4
IIS2DLPC
Contents
5.2
5.3
5.4
Frequency response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Data stabilization time vs. ODR/device setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.4.5
Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Continuous-to-FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Bypass-to-Continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6
Digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.1
6.2
I
2
C serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.1.1
6.2.1
6.2.2
6.2.3
I
2
C operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
SPI read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
SPI write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
SPI read in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
SPI bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
7
8
Register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
8.11
8.12
8.13
8.14
8.15
OUT_T_L (0Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
OUT_T_H (0Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
WHO_AM_I (0Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
CTRL1 (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
CTRL2 (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
CTRL3 (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
CTRL4_INT1_PAD_CTRL (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
CTRL5_INT2_PAD_CTRL (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
CTRL6 (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
OUT_T (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
STATUS (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
OUT_X_L (28h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
OUT_X_H (29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
OUT_Y_L (2Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
OUT_Y_H (2Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
DocID031788 Rev 4
3/69
69
Contents
IIS2DLPC
8.16
8.17
8.18
8.19
8.20
8.21
8.22
8.23
8.24
8.25
8.26
8.27
8.28
8.29
8.30
8.31
8.32
8.33
8.34
8.35
OUT_Z_L (2Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
OUT_Z_H (2Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
FIFO_CTRL (2Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
FIFO_SAMPLES (2Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
TAP_THS_X (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
TAP_THS_Y (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
TAP_THS_Z (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
INT_DUR (33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
WAKE_UP_THS (34h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
WAKE_UP_DUR (35h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
FREE_FALL (36h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
STATUS_DUP (37h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
WAKE_UP_SRC (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
TAP_SRC (39h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
SIXD_SRC (3Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
ALL_INT_SRC (3Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
X_OFS_USR (3Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Y_OFS_USR (3Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Z_OFS_USR (3Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
CTRL7 (3Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
9
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
9.1
9.2
9.3
Soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
LGA-12 package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
LGA-12 packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
10
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4/69
DocID031788 Rev 4
IIS2DLPC
List of tables
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Table 13.
Table 14.
Table 15.
Table 16.
Table 17.
Table 18.
Table 19.
Table 20.
Table 21.
Table 22.
Table 23.
Table 24.
Table 25.
Table 26.
Table 27.
Table 28.
Table 29.
Table 30.
Table 31.
Table 32.
Table 33.
Table 34.
Table 35.
Table 36.
Table 37.
Table 38.
Table 39.
Table 40.
Table 41.
Table 42.
Table 43.
Table 44.
Table 45.
Table 46.
Table 47.
Table 48.
Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Internal pull-up values (typ.) for SDO/SA0 and CS pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Mechanical characteristics @ Vdd = 1.8 V, T = 25 °C unless otherwise noted . . . . . . . . . 11
Electrical characteristics @ Vdd = 1.8 V, T = 25 °C unless otherwise noted . . . . . . . . . . . 13
Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
SPI slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
I
2
C slave timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
I
2
C high-speed mode specifications at 1 MHz and 3.4 MHz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Operating modes - low-noise setting disabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Operating modes - low-noise setting enabled. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Internal pin status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Number of samples to be discarded . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
I
2
C terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
SAD+Read/Write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 40
Transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 40
Register map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
OUT_T_L register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
OUT_T_L register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
OUT_T_H register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
OUT_T_H register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
WHO_AM_I register default values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Control register 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Control register 1 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Data rate configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Low-power mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Control register 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Control register 2 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Control register 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Control register 3 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Self-test mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Control register 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Control register 4description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Control register 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Control register 5 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Control register 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Control register 6 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Digital filtering cutoff selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Full-scale selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
OUT_T register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
OUT_T register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
STATUS register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
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嵌入式系统
