AN4825 Application Note - STMicroelectronics
AN4825Application noteUltra-compact high-performance eCompass modulebased on the LSM303AGRIntroductionThis document is intended to provide usage information and application hints related to ST'seCompass module.The LSM303AGR is a 3D digital magnetometer and 3D digital accelerometer system-inpackage with a digital I2C and 3-wire SPI interface standard output, performing at 250 μA incombo high-resolution mode and no more than 60 μA in combo low-power mode. Thanks tothe ultra-low noise performance of the magnetometer and to the ultra-low power of theaccelerometer, the device combines always-on low-power features with superior sensingprecision for an optimal motion experience for the consumer. The device features ultra lowpower operational modes that allow advanced power saving and smart sleep-to-wake andreturn-to-sleep functions.The device has a magnetic field dynamic range of 50 gauss and a user-selectable fullscale acceleration range of 2g/ 4g/ 8g/ 16g.The LSM303AGR can be configured to generate an interrupt signal for magnetic fielddetection and to automatically compensate for hard-iron offsets provided from the higherapplication layer. It can be configured to generate interrupt signals by detecting anindependent inertial wakeup/free-fall event as well as by the position of the device itself.Thresholds and timing of the interrupt generator are programmable by the end user on thefly. Automatic programmable sleep-to-wake-up and return-to-sleep functions are alsoavailable for enhanced power saving.The LSM303AGR has an integrated 32-level first in first out (FIFO) buffer allowing the userto store accelerometer data in order to limit intervention by the host processor.The LSM303AGR is available in a small thin plastic land grid array package (LGA) and it isguaranteed to operate over an extended temperature range from -40 C to 85 C.The ultra-small size and weight of the SMD package make it an ideal choice for handheldportable applications such as smartphones, IoT connected devices, and wearables or anyother application where reduced package size and weight are required.April 2016DocID028927 Rev 11/65www.st.com65
ContentsContents1Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Magnetometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.1Operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.1.1Idle mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.1.2High-resolution mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.1.3Low-power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.1.4Single measurement mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.2Magnetometer low-pass filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.3Reading output data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.3.1Startup sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.3.2Using the status register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.3Using the data-ready signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.4Using the block data update (BDU) feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3.5Understanding output data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Example of output data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163.4Magnetometer offset cancellation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.5Magnetometer hard-iron compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.6Interrupt generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.74Interrupt pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.6.2Event status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.6.3Threshold interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Magnetometer self-test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Accelerometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.14.22/653.6.1Operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.1.1Power-down mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.1.2High-resolution mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.1.3Normal mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.1.4Low-power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.1.5Switching modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Startup sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25DocID028927 Rev 1
Contents4.2.1Reading acceleration data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Using the status register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26Using the data-ready (DRY) signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26Using the block data update (BDU) feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .274.2.2Understanding acceleration data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Data alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27Big-little endian selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27Example of acceleration data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .274.3High-pass filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.3.1Filter configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Normal mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29Reference mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30Autoreset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304.4Interrupt generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.4.14.5Interrupt pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Inertial interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.5.1Duration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.5.2Threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.5.3Free-fall and wake-up interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Inertial wake-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35HP filter bypassed. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36Using the HP filter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .374.5.44.64.7Free-fall detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386D/4D orientation detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.6.16D orientation detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.6.24D direction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Click and double-click recognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414.7.1Single click . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414.7.2Double click . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424.7.3Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44CLICK CFG A (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44CLICK SRC A (39h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45CLICK THS A (3Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45TIME LIMIT A (3Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46TIME LATENCY A (3Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46TIME WINDOW A (3Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46CTRL REG3 A [Interrupt CTRL register] (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .474.7.4Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Playing with TAP TimeLimit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48DocID028927 Rev 13/6565
ContentsPlaying with TAP Latency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49Playing with TAP Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .504.8First-in first-out (FIFO) buffer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.8.1FIFO description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.8.2FIFO registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Control register 5 (0x24) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52FIFO control register (0x2E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53FIFO source register (0x2F) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .544.8.3FIFO modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55Stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56Stream-to-FIFO mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5954/654.8.4Watermark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604.8.5Retrieving data from FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614.9Temperature sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624.10Accelerometer self-test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64DocID028927 Rev 1
List of tablesList of tablesTable 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.Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Registers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Current consumption of operating modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Operative modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Maximum ODR in single measurement mode (HR and LP modes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13LPF, relative bandwidth and noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14CFG REG C M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19INT CTRL REG M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Operating mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Data rate configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Current consumption of operating modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Turn-on time for operating mode transition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Output data registers content vs. acceleration (FS 2 g) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28High-pass filter mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Low power mode - high-pass filter cutoff frequency [Hz] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Reference mode LSB value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30CTRL REG3 A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31CTRL REG3 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31CTRL REG6 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31CTRL REG6 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Interrupt mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Duration LSB value in normal mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Threshold LSB value. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33INT1 SRC A register in 6D position . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41CLICK CFG A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44CLICK CFG A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Truth table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44CLICK SRC A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45CLICK SRC A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45CLICK THS A register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45CLICK THS A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45TIME LIMIT A register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46TIME LIMIT A register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46TIME LATENCY A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46TIME LATENCY A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46TIME WINDOW A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46TIME LATENCY A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46CTRL REG3 A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47CTRL REG3 A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47FIFO buffer full representation (32nd sample set stored) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51FIFO overrun representation(33rd sample set stored and 1st sample discarded) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52FIFO enable bit in CTRL REG5 A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52FIFO CTRL REG A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53FIFO SRC REG A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54FIFO SRC REG A behavior assuming FTH[4:0] 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54CTRL REG3 A (0x22) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Document revision history. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64DocID028927 Rev 15/6565
List of figuresList of figuresFigure 1.Figure 2.Figure 3.Figure 4.Figure 5.Figure 6.Figure 7.Figure 8.Figure 9.Figure 10.Figure 11.Figure 12.Figure 13.Figure 14.Figure 15.Figure 16.Figure 17.Figure 18.Figure 19.Figure 20.Figure 21.Figure 22.Figure 23.Figure 24.Figure 25.Figure 26.Figure 27.Figure 28.Figure 29.Figure 30.Figure 31.Figure 32.Figure 33.Figure 34.Figure 35.6/65Pin connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Interrupt function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Magnetometer self-test procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Data-ready signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26High-pass filter connections block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28REFERENCE/DATACAPTURE A reads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Reference mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Autoreset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Interrupt signals and interrupt pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Free-fall, wake-up interrupt generator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Free-fall, wake-up configuration - high and low . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Inertial wake-up interrupt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Free-fall interrupt. . . . . . . . . . . . . . . .
precision for an optimal motion experience for the consumer. The device features ultra low- . 6 GND 0 V supply 7 INT_MAG/DRDY Magnetometer interrupt/data-ready signal High impedance 8 GND 0 V supply 9 Vdd Power supply 10 Vdd_IO Power supply for I/O pins 11 INT_2_XL Accelerometer interrupt 2 Output forced to ground
STM32CubeIDE quick start guide - User manual Author: STMICROELECTRONICS Subject: STM32CubeIDE is STMicroelectronics integrated development environment for STM32 microcontrollers and microprocessors. Keywords: STM32, IDE, Eclipse , QSG Created Date: 11/2/2020 4:57:17 PM
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