在做電池供電的可穿戴設(shè)備和 IoT 節(jié)點(diǎn)時(shí)，加速度計(jì)的功耗經(jīng)常被忽略，但它可能是系統(tǒng)待機(jī)電流的大頭。

Analog Devices 的 ADXL366 是我用過(guò)的功耗最低的三軸加速度計(jì)之一，集成了很多能替 MCU 干活的功能，能在硬件層面幫我們做功耗管理。
*附件：adxl366.pdf

核心特性

• 供電電壓： 1.1V–3.6V （單節(jié)紐扣電池直接驅(qū)動(dòng)）
• 功耗：
  • 測(cè)量模式：0.96 μA @ 100Hz ODR
  • 喚醒模式：191 nA
  • 待機(jī)模式：47 nA
• 范圍：±2g / ±4g / ±8g（14 位分辨率，±2g 時(shí) 0.25 mg/LSB）
• 接口：SPI / I2C（4 線 SPI，I2C 支持高速模式）
• 封裝：2.2 × 2.3 × 0.87 mm，12 引腳 LGA

功耗優(yōu)化手段

ADXL366 的低功耗不僅在傳感器本身，還體現(xiàn)在它能替 MCU 做預(yù)處理，減少喚醒次數(shù)：

1. 三種模式
   • 測(cè)量模式：連續(xù)采樣，全帶寬，無(wú)欠采樣混疊
   • 喚醒模式：周期采樣（1.5~12.5 SPS），中間關(guān)掉電路
   • 待機(jī)模式：配置保留，最低 47 nA
2. 硬件運(yùn)動(dòng)檢測(cè)
   • 支持絕對(duì)閾值和 參考模式 （濾掉 1g 重力影響）
   • 活動(dòng) / 靜止檢測(cè)可配置持續(xù)時(shí)間，減少誤觸發(fā)
3. 硬件計(jì)步器
   • 功耗僅 +120 nA
   • 步數(shù)達(dá)到一定數(shù)量才計(jì)入，降低誤報(bào)
4. 512 樣本 FIFO
   • 緩存超過(guò) 13 秒數(shù)據(jù)，MCU 批量讀取
   • 觸發(fā)模式可保存事件前后的加速度數(shù)據(jù)
5. AWAKE 信號(hào)
   • 可直接驅(qū)動(dòng)電源開關(guān)，實(shí)現(xiàn)傳感器做系統(tǒng)喚醒控制

寄存器配置示例（SPI）

假設(shè)要實(shí)現(xiàn)“靜止時(shí)低功耗，檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)后切到高精度測(cè)量”：

// SPI 寫寄存器函數(shù)
void adxl366_write(uint8_t reg, uint8_t val) {
    uint8_t buf[2] = { reg | 0x0A, val }; // 寫指令 + 寄存器地址
    spi_transfer(buf, NULL, 2);
}

// 進(jìn)入?yún)⒖寄Ｊ交顒?dòng)檢測(cè)
void adxl366_init(void) {
    // 待機(jī)模式修改配置
    adxl366_write(0x2D, 0x00); // POWER_CTL: standby

    // 活動(dòng)檢測(cè)閾值: 250 mg
    adxl366_write(0x20, 0x00);
    adxl366_write(0x21, 0xFA);

    // 活動(dòng)檢測(cè)時(shí)間: 1 sec @ 100Hz
    adxl366_write(0x22, 100);

    // 啟用活動(dòng)檢測(cè)（參考模式），Loop 模式，活動(dòng)/靜止切換
    adxl366_write(0x27, 0x3F);

    // 切到測(cè)量模式
    adxl366_write(0x2D, 0x07); // POWER_CTL: measurement + autosleep
}

硬件接口注意事項(xiàng)

• SPI 接線 ：SCLK、MOSI、MISO、CS 全部帶上 10k 上拉/下拉防止懸空
• I2C 地址選擇 ：MISO/ASEL 引腳拉高/拉低可切換
• 電源去耦 ：VREG_OUT 需接 0.2 μF 電容到 GND，否則會(huì)有異常復(fù)位

調(diào)試經(jīng)驗(yàn)

• 參考模式初始化 ：先設(shè)置活動(dòng)閾值 >1g 進(jìn)入測(cè)量模式，再改到實(shí)際值，否則閾值會(huì)被 1g 偏置干擾
• FIFO 讀取 ：必須一次性按 X/Y/Z 順序讀取，否則會(huì)數(shù)據(jù)錯(cuò)位
• 計(jì)步器調(diào)優(yōu) ：默認(rèn)靈敏度（400 LSB）適合正常步行，跑步或特殊步態(tài)需要調(diào)整 PEDOMETER_SENS_H/L
• 喚醒模式下不支持 FIFO ，需要直接從數(shù)據(jù)寄存器讀

應(yīng)用方向

• 健康手環(huán)、手表
• BLE 運(yùn)動(dòng)傳感節(jié)點(diǎn)
• 運(yùn)動(dòng)觸發(fā)的智能開關(guān)
• 便攜醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備

在我們最近的一個(gè)可穿戴項(xiàng)目里，用 ADXL366 + Loop 模式的活動(dòng)/靜止檢測(cè)，把 MCU 喚醒頻率從每秒幾十次降到幾分鐘一次，CR2032 電池壽命直接翻倍。

如果你的設(shè)計(jì)目標(biāo)是 超低功耗 + 運(yùn)動(dòng)檢測(cè) ，ADXL366 值得優(yōu)先考慮。

附錄 1：ADXL366 SPI 典型連接電路

注意要點(diǎn) ：

• VREG_OUT → GND 加 0.2 μF 去耦電容（必須，否則可能復(fù)位不穩(wěn)定）
• 所有數(shù)字 IO（SCLK、MOSI、MISO、CS）建議串聯(lián) 33~100 Ω 電阻以減小 EMI
• INT1 建議直接接 MCU 外部中斷口，用于活動(dòng)/靜止事件喚醒 MCU

附錄 2：Loop 模式活動(dòng)/靜止檢測(cè)時(shí)序示意

說(shuō)明 ：

• Loop 模式下，活動(dòng)檢測(cè)和靜止檢測(cè)交替運(yùn)行
• 檢測(cè)到活動(dòng) → 進(jìn)入靜止檢測(cè)，直到檢測(cè)到靜止事件
• 檢測(cè)到靜止 → 切回活動(dòng)檢測(cè)
• INT1 每次事件都會(huì)拉高/拉低，MCU 可選擇響應(yīng)或忽略
• AWAKE 信號(hào)可直接用作系統(tǒng)電源控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)節(jié)能