ST LSM330D User Manual

LSM330D

iNEMO inertial module: 3D accelerometer and 3D gyroscope

Preliminary data

Features

Analog supply voltage: 2.4 V to 3.6 V

Digital supply voltage IOs: 1.8 V

Low power mode

Power-down mode

3 independent acceleration channels and 3 angular rate channels

±2 g/±4 g/±8 g/±16 g dynamically selectable full scale

±250/±500/±2000 dps dynamically selectable full scale

SPI/I2C serial interface (16-bit data output)

Programmable interrupt generator for free-fall and motion detection

ECOPACK® RoHS and “Green” compliant

Application

GPS navigation systems

Impact recognition and logging

Gaming and virtual reality input devices

Motion activated functions

Intelligent power saving for handheld devices

Vibration monitoring and compensation

Free-fall detection

6D orientation detection

LGA-28L (3x5.5x1.0 mm)

ST’s family of MEMS sensor modules leverages the robust and mature manufacturing processes already used for the production of micromachined accelerometers.

The various sensing elements are manufactured using specialized micromachining processes, while the IC interfaces are developed using a CMOS technology that allows the design of a dedicated circuit which is trimmed to better match the sensing element characteristics.

The LSM330D has dynamically user-selectable full scale acceleration range of ±2 g/±4 g/±8 g/±16 g and angular rate of ±250/±500/±2000 deg/sec.

The accelerometer and gyroscope sensors can be either activated or separately put in Low power/Power-down mode for applications optimized for power saving.

The LSM330D is available in a plastic land grid array (LGA) package.

Description

The LSM330D is a system-in-package featuring a 3D digital accelerometer and a 3D digital gyroscope.

Table 1.

Device summary

 

 

 

Part number

Temperature range [°C]

Package

 

Packing

 

 

 

 

 

 

 

LSM330D

-40 to +85

LGA-28L (3x5.5x1.0 mm)

 

Tray

 

 

 

 

 

LSM330DTR

-40 to +85

 

Tape and reel

 

 

 

 

 

 

 

December 2011

Doc ID 022562 Rev 1

1/66

 

 

 

 

 

This is preliminary information on a new product now in development or undergoing evaluation. Details are subject to

www.st.com

change without notice.

 

 

 

 

Contents

LSM330D

 

 

Contents

1

Block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

 

1.1

Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

 

1.2

Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2

Module specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

2.1 Mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.4.1 SPI - serial peripheral interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4.2 I2C - inter IC control interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.5 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3

Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

 

3.1

Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

 

3.2

Zero level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

4

Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

 

4.1

Accelerometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

4.1.1 Normal mode, Low power mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.1.2 Self-test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.1.3 6D/4D orientation detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.1.4 “Sleep-to-wake” and “Return to sleep” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Accelerometer digital main blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.1.5 FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.1.6 Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.1.7 FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.1.8 Stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.1.9 Stream-to-FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4.1.10 Retrieve data from FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.2 Gyroscope digital main blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4.3 FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.3.1 Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

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LSM330D

Contents

 

 

4.3.2 FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.3.3 Stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.3.4 Bypass-to-stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.3.5 Stream-to-FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.3.6 Retrieve data from FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

 

4.4

Level-sensitive / Edge-sensitive data enable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

 

 

4.4.1

Level-sensitive trigger stamping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

 

 

4.4.2

Edge-sensitive trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

 

4.5

Factory calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

5

Application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

5.1 External capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2 Soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

6

Digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

 

6.1

I2C serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

6.1.1 I2C operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

6.2 SPI bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

 

6.2.1

SPI read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

 

6.2.2

SPI write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

 

6.2.3

SPI read in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

7

Register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

8

Register descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

8.1 CTRL_REG1_A (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

8.2 CTRL_REG2_A (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

8.3 CTRL_REG3_A (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

8.4 CTRL_REG4_A (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

8.5 CTRL_REG5_A (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

8.6 CTRL_REG6_A (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

8.7 REFERENCE/DATACAPTURE_A (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

8.8 STATUS_REG_A (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

8.9 OUT_X_L_A, OUT_X_H_A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

8.10 OUT_Y_L_A, OUT_Y_H_A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

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Contents

LSM330D

 

 

8.11 OUT_Z_L _A, OUT_Z_H_A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

8.12 FIFO_CTRL_REG_A (2Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

8.13 FIFO_SRC_REG_A (2Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

8.14 INT1_CFG_A (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

8.15 INT1_SRC_A (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

8.16 INT1_THS_A (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

8.17 INT1_DURATION_A (33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

8.18 CLICK_CFG _A (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

8.19 CLICK_SRC_A (39h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

8.20 CLICK_THS_A (3Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

8.21 TIME_LIMIT_A (3Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

8.22 TIME_LATENCY_A (3Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

8.23 TIME WINDOW_A (3Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

8.24 Act_THS (3Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

8.25 Act_DUR (3Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

8.26 WHO_AM_I_G (0Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

8.27 CTRL_REG1_G (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

8.28 CTRL_REG2_G (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

8.29 CTRL_REG3_G (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

8.30 CTRL_REG4_G (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

8.31 CTRL_REG5_G (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

8.32 REFERENCE_G (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

8.33 OUT_TEMP_G (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

8.34 STATUS_REG_G (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

8.35 OUT_X_L_G, OUT_X_H_G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

8.36 OUT_Y_L_G, OUT_Y_H_G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

8.37 OUT_Z_L_G, OUT_Z_H_G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

8.38 FIFO_CTRL_REG_G (2Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

8.39 FIFO_SRC_REG_G (2Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

8.40 INT1_CFG_G (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

8.41 INT1_SRC_G (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

8.42 INT1_THS_XH_G (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

8.43 INT1_THS_XL_G (33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

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LSM330D

 

 

Contents

 

 

 

 

 

8.44

INT1_THS_YH _G (34h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . 60

 

8.45

INT1_THS_YL_G (35h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . 61

 

8.46

INT1_THS_ZH_G (36h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 61

 

8.47

INT1_THS_ZL_G (37h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 61

 

8.48

INT1_DURATION_G (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 61

9

Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 64

10

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 65

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List of tables

LSM330D

 

 

List of tables

Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Table 2. Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Table 3. Mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Table 4. Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Table 5. Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Table 6. SPI slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Table 7. I2C slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Table 8. Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Table 9. Operating mode selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Table 10. Serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Table 11. Serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Table 12. Transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Table 13. Transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Table 14. Transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 33 Table 15. Transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 33 Table 16. Linear acceleration SAD+Read/Write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Table 17. Angular rate SAD+Read/Write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Table 18. Register address map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Table 19. CTRL_REG1_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Table 20. CTRL_REG1_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Table 21. Data rate configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Table 22. CTRL_REG2_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Table 23. CTRL_REG2_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Table 24. High-pass filter mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Table 25. CTRL_REG3_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Table 26. CTRL_REG3_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Table 27. CTRL_REG4_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Table 28. CTRL_REG4_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Table 29. CTRL_REG5_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Table 30. CTRL_REG5_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Table 31. CTRL_REG6_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table 32. CTRL_REG6 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table 33. REFERENCE_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table 34. REFERENCE register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table 35. STATUS_REG_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table 36. STATUS_REG_A register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table 37. FIFO_CTRL_REG_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Table 38. FIFO_CTRL_REG_A register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Table 39. FIFO mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 40. FIFO_SRC_REG_A register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 41. FIFO_SRC_REG_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 42. INT1_CFG_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 43. INT1_CFG_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Table 44. Interrupt mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Table 45. INT1_SRC_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Table 46. INT1_SRC_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Table 47. INT1_THS_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 48. INT1_THS_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

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List of tables

 

 

Table 49. INT1_DURATION_Aregister. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 50. INT1_DURATION_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Table 51. CLICK_CFG_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 52. CLICK_CFG_A description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 53. CLICK_SRC_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 54. CLICK_SRC_A description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Table 55. CLICK_THS_A register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 56. CLICK_SRC_A description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 57. TIME_LIMIT_A register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 58. TIME_LIMIT_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 59. TIME_LATENCY_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 60. TIME_LATENCY_A description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 61. TIME_WINDOW_A register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Table 62. TIME_WINDOW_A description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 63. Act_THS register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 64. Act_THS description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 65. Act_DUR register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 66. Act_DUR description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 67. WHO_AM_I_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 68. CTRL_REG1_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 69. CTRL_REG1_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Table 70. DR and BW configuration setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Table 71. Power mode selection configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Table 72. CTRL_REG2_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Table 73. CTRL_REG2_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Table 74. High-pass filter mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Table 75. High-pass filter cut-off frequency configuration [Hz] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Table 76. CTRL_REG3_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 77. CTRL_REG3_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 78. CTRL_REG4_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 79. CTRL_REG4_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Table 80. CTRL_REG5_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Table 81. CTRL_REG5_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Table 82. REFERENCE_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Table 83. REFERENCE_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 84. OUT_TEMP_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 85. OUT_TEMP_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 86. STATUS_REG_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 87. STATUS_REG description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Table 88. FIFO_CTRL_REG_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 89. FIFO_CTRL_REG_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 90. FIFO mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 91. FIFO_SRC_REG_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 92. FIFO_SRC_REG_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Table 93. INT1_CFG_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Table 94. INT1_CFG_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Table 95. INT1_SRC_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Table 96. INT1_SRC_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 97. INT1_THS_XH_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 98. INT1_THS_XH_G description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 99. INT1_THS_XL_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 100. INT1_THS_XL_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

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Table 101. INT1_THS_YH_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Table 102. INT1_THS_YH_G description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 103. INT1_THS_YL_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 104. INT1_THS_YL_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 105. INT1_THS_ZH_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 106. INT1_THS_ZH_G description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 107. INT1_THS_ZL_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 108. INT1_THS_ZL_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 109. INT1_DURATION_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Table 110. INT1_DURATION_G description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Table 111. LGA-28L (3x5.5x1.0 mm) mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Table 112. Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

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Figure 1. LSM330D block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Figure 2. Pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Figure 3. SPI slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Figure 4. I2C slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Figure 5. Gyroscope block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Figure 6. Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figure 7. FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 8. Stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 9. Bypass-to-stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Figure 10. Trigger stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Figure 11. Level-sensitive trigger stamping (LVLen = 1; EXTRen = 0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Figure 12. Edge-sensitive trigger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figure 13. LSM330D electrical connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Figure 14. Read and write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Figure 15. SPI read protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 16. Multiple-byte SPI read protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 17. SPI write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Figure 18. Multiple bytes SPI write protocol (2 bytes example) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Figure 19. SPI read protocol in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Figure 20. INT1_Sel and Out_Sel configuration block diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Figure 21. Wait disabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Figure 22. Wait enabled. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Figure 23. LGA-28L (3x5.5x1.0 mm) drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

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Block diagram and pin description

LSM330D

 

 

1 Block diagram and pin description

1.1Block diagram

Figure 1. LSM330D block diagram

Sensing Block

Sensing Interface

 

 

 

 

X+

 

 

 

 

 

CS_A

Y+

CHARGE

 

 

 

 

CS_G

 

 

 

 

 

 

Z+

AMPLIFIER

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SDA/SDI_A/G

I (a)

 

 

 

 

 

+

 

A/D

Control

 

SDO_A

 

MUX

 

 

 

 

converter

Logic

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

SDO_G

Z-

 

 

 

 

I2C/SPI

 

 

 

 

 

Y-

 

 

 

 

SCL_A/G

 

 

 

 

 

 

X-

 

 

 

 

 

INT1_A

X+

 

 

 

 

 

Y+

CHARGE

 

 

 

 

INT2_A

 

AMPLIFIER

DEMODULATOR

 

 

 

 

 

 

 

 

Z+

 

 

 

 

 

 

I (Ω)

+

 

LOW-PASS

 

 

INT1_G

 

 

 

 

 

 

MUX

 

FILTER

 

 

 

 

-

 

 

 

 

DRDY_G/

 

 

 

 

 

 

Z-

 

 

 

 

 

INT2_G

 

 

 

 

 

 

Y-

 

 

 

 

 

 

X-

 

ANALOG

 

 

 

 

 

 

CONDITIONING

 

 

 

 

Feedback+

 

 

 

 

 

 

Feedback-

 

 

AUTOMATIC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Drive-

 

 

GAIN

 

 

 

 

 

CONTROL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOLTAGE

 

 

 

 

 

 

GAIN

 

 

 

 

 

 

AMPLIFIER

 

 

 

 

 

Drive+

 

 

 

 

 

 

 

REFERENCE

TRIMMING

CLOCK

 

 

 

 

CIRCUITS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONTROL LOGIC

PHASE

 

 

 

 

 

&

 

 

 

 

 

GENERATOR

 

 

 

 

 

INTERRUPT GEN.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AM10231v1

10/66

Doc ID 022562 Rev 1

LSM330D

Block diagram and pin description

 

 

1.2Pin description

Figure 2. Pin connection

Z

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOVdd

GSC

ASC

 

A/GCLS

 

IOVdd

GDOS

 

ADOS

 

A/GDAS

 

GDEN

 

GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DETECTABLE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DIRECTION OF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ACCELERATIONS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INT1_A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RES

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LSM330D

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INT2_A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RES

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

Y

 

 

INT1_G

 

 

 

 

 

 

 

 

(BOTTOM VIEW)

 

 

 

 

 

 

RES

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DRDY_G/INT2_G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FILTVDD

 

 

 

 

 

 

RES

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

DIRECTION OF

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

DETECTABLE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FILTIN

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ANGULAR RATE

 

 

 

 

SRE

SRE

SRE

 

SRE

 

SRE

SRE

 

VDD

 

VDD

 

VDD

 

GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AM10232V1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 2.

Pin description

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pin#

 

Name

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Function

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Res

Reserved connect to GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Res

Reserved connect to GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

Res

Reserved connect to GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

Res

Reserved connect to GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

GND

0 V supply

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

Vdd

Power supply

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

Vdd

Power supply

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

Vdd

Power supply

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

Res

Reserved connect to Vdd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

Res

Reserved connect to Vdd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

Res

Reserved connect to Vdd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

Res

Reserved connect to Vdd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

Res

Reserved connect to Vdd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

Res

Leave unconnected

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

DRDY_G/

Gyroscope data ready/interrupt signal 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INT2_G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

INT1_G

Gyroscope interrupt signal 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

INT2_A

Accelerometer interrupt signal 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

INT1_A

Accelerometer interrupt signal 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

Vdd_IO

Power supply for IO pins

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Doc ID 022562 Rev 1

11/66

Block diagram and pin description

LSM330D

 

 

 

 

 

 

Table 2.

Pin description

(continued)

 

 

 

 

 

 

Pin#

 

Name

Function

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gyroscope: SPI enable

 

20

 

CS_G

I2C/SPI mode selection (1: SPI idle mode / I2C communication

 

 

 

 

enabled; 0: SPI communication mode / I2C disabled)

 

 

 

 

Accelerometer: SPI enable

 

21

 

CS_A

I2C/SPI mode selection (1: SPI idle mode / I2C communication

 

 

 

 

enabled; 0: SPI communication mode / I2C disabled)

 

22

 

SCL_A/G

I2C serial clock (SCL)

 

 

SPI serial port clock (SPC)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

Vdd_IO

Power supply for IO pins

 

 

 

 

 

 

24

 

SDO_G

Gyroscope: SPI serial data output (SDO) /

 

 

I2C least significant bit of the device address (SA0)

 

 

 

 

 

25

 

SDO_A

Accelerometer :SPI serial data output (SDO) /

 

 

I2C least significant bit of the device address (SA0)

 

 

 

 

 

26

 

SDA_A/G

I2C serial data (SDA) / SPI serial data input (SDI)

 

 

3-wire interface serial data output (SDO)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

DEN_G

Gyroscope data enable

 

 

 

 

 

 

28

 

GND

0 V supply

 

 

 

 

 

12/66

Doc ID 022562 Rev 1

LSM330D

Module specifications

 

 

2 Module specifications

2.1Mechanical characteristics

@ Vdd = 3V, T = 25 °C unless otherwise noted (a)

Table 3.

Mechanical characteristics

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

Typ.(1)

Max.

 

Unit

 

 

 

 

±2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LA_FS

Linear acceleration measurement

User-selectable

 

±4

 

 

g

range(2)

 

 

 

 

 

±8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Angular rate

 

 

±250

 

 

 

G_FS

 

 

 

 

 

 

User-selectable

 

±500

 

 

dps

measurement range(3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

±2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FS = ±2 g

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LA_So

Linear acceleration sensitivity

FS = ±4 g

 

2

 

mg/digit

 

 

 

 

FS = ±8 g

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FS = ±16 g

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FS = ±250 dps

 

8.75

 

mdps/

 

 

 

 

 

 

G_So

Angular rate sensitivity

FS = ±500 dps

 

17.50

 

 

 

 

digit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FS = ±2000 dps

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LA_So

Linear acceleration sensitivity

FS = ±2 g

 

±0.05

 

%/°C

change vs. temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G_SoDr

Angular rate sensitivity change vs.

From -40 °C to +85 °C

 

±2

 

 

%

 

temperature

 

 

 

 

 

 

LA_TyOff

Linear acceleration typical zero-g

FS bit set to 00

 

±60

 

 

mg

level offset accuracy(3)

 

 

 

 

 

FS = 250 dps

 

±10

 

 

 

 

Angular rate typical zero-rate

 

 

 

 

 

 

G_TyOff

FS = 500 dps

 

±15

 

 

dps

level(4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FS = 2000 dps

 

±25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LA_TCOff

Linear acceleration zero-g level

Max delta from 25 °C

 

±0.5

 

mg/°C

change vs. temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G_TCOff

Zero-rate level change vs.

 

 

±0.05

 

dps/°C

temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FS = ±2 g, Normal mode

 

 

 

 

Hz

An

Acceleration noise density

Table 9, ODR bit set to

 

220

 

µg/

 

 

1001 Table 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a. The product is factory calibrated at 3.0 V. The operational power supply range is from 2.4 V to 3.6 V.

Doc ID 022562 Rev 1

13/66

Module specifications

 

 

 

 

LSM330D

 

 

 

 

 

 

 

Table 3.

Mechanical characteristics (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

Typ.(1)

Max.

Unit

Rn

Rate noise density

 

 

0.03

 

dps/ Hz

 

 

 

 

 

 

 

Top

Operating temperature range

 

-40

 

+85

°C

 

 

 

 

 

 

 

1.Typical specifications are not guaranteed.

2.Verified by wafer level test and measurement of initial offset and sensitivity.

3.Typical zero-g level offset value after MSL3 preconditioning.

4.Offset can be eliminated by enabling the built-in high-pass filter.

2.2Electrical characteristics

@ Vdd = 3 V, T = 25 °C unless otherwise noted

Table 4.

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter

Test conditions

Min.

Typ.(1)

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdd

 

Supply voltage

 

2.4

 

3.6

V

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdd_IO

 

Power supply for I/O

 

1.71

 

Vdd+0.1

V

 

 

 

 

 

 

 

 

LA_Idd

 

Accelerometer current

ODR = 50 Hz

 

11

 

µA

 

 

 

 

 

 

consumption in Normal mode

ODR = 1 Hz

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Accelerometer current

 

 

 

 

 

LA_IddLowP

 

consumption in Low power

ODR = 50 Hz

 

6

 

µA

 

 

mode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Accelerometer current

 

 

 

 

 

LA_IddPdn

 

consumption in Power-down

 

 

0.5

 

µA

 

 

mode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G_Idd

 

Gyroscope current

 

 

6.1

 

mA

 

consumption in Normal mode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G_IddLowP

 

Gyroscope supply current

 

 

2

 

mA

 

in Sleep mode(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gyroscope current

 

 

 

 

 

G_IddPdn

 

consumption in Power-down

 

 

5

 

µA

 

 

mode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIH

 

Digital high level input voltage

 

0.8*Vdd_IO

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

VIL

 

Digital low level input voltage

 

 

 

0.2*Vdd_IO

V

 

 

 

 

 

 

 

 

VOH

 

High level output voltage

 

0.9*Vdd_IO

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

VOL

 

Low level output voltage

 

 

 

0.1*Vdd_IO

V

 

 

 

 

 

 

 

 

Top

 

Operating temperature range

 

-40

 

+85

°C

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Typical specifications are not guaranteed.

2.Sleep mode introduces a faster turn-on time compared to Power-down mode.

14/66

Doc ID 022562 Rev 1

LSM330D

Module specifications

 

 

2.3Temperature sensor characteristics

@ Vdd = 3V, T = 25 °C unless otherwise noted (b)

Table 5.

Electrical characteristics

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test condition

Min.

Typ.(1)

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

TSDr

Temperature sensor output

 

 

-1

 

°C/digit

change vs. temperature

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

TODR

Temperature refresh rate

 

1

 

Hz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Top

Operating temperature range

 

-40

 

+85

°C

 

 

 

 

 

 

 

1.Typical specifications are not guaranteed.

2.8-bit resolution.

2.4Communication interface characteristics

2.4.1SPI - serial peripheral interface

Subject to general operating conditions for Vdd and TOP.

Table 6.

SPI slave timing values

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Value (1)

Unit

 

 

 

Min

 

Max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tc(SPC)

SPI clock cycle

100

 

 

ns

 

 

 

 

 

 

fc(SPC)

SPI clock frequency

 

 

10

MHz

 

 

 

 

 

 

tsu(CS)

CS setup time

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

th(CS)

 

CS hold time

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tsu(SI)

SDI input setup time

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

th(SI)

 

SDI input hold time

15

 

 

ns

 

 

 

 

 

 

 

tv(SO)

 

SDO valid output time

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

th(SO)

SDO output hold time

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tdis(SO)

SDO output disable time

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Values are guaranteed at 10 MHz clock frequency for SPI with both 4 and 3 wires, based on characterization results. Not tested in production.

b. The product is factory calibrated at 3.0 V.

Doc ID 022562 Rev 1

15/66

Module specifications

 

 

 

 

LSM330D

Figure 3.

SPI slave timing diagram(c)(d)

 

 

 

CS

(3)

 

 

 

 

 

(3)

 

 

su(CS)

 

 

c(SPC)

h(CS)

 

SPC

(3)

 

 

 

 

 

(3)

 

 

 

su(SI)

h(SI)

 

 

 

SDI

(3)

 

MSB IN

 

LSB IN

(3)

 

 

 

 

v(SO)

h(SO)

 

dis(SO)

SDO

(3)

 

 

MSB OUT

 

LSB OUT

(3)

3. Data on CS, SPC, SDI and SDO refer to pins: CS_A, CS_G, SCL_A/G, SDA_A/G, SDO_A / SDO_G.

2.4.2I2C - inter IC control interface

Subject to general operating conditions for Vdd and TOP.

Table 7.

I2C slave timing values

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter(1)

I2C standard mode (1)

I2C fast mode (1)

Unit

 

Min

Max

Min

 

Max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(SCL)

 

SCL clock frequency

0

100

0

 

400

KHz

tw(SCLL)

 

SCL clock low time

4.7

 

1.3

 

 

µs

tw(SCLH)

 

SCL clock high time

4.0

 

0.6

 

 

 

 

 

 

 

tsu(SDA)

 

SDA setup time

250

 

100

 

 

ns

th(SDA)

 

SDA data hold time

0

3.45

0

 

0.9

µs

tr(SDA) tr(SCL)

SDA and SCL rise time

 

1000

20 + 0.1C

(2)

300

 

 

 

 

 

 

 

b

 

ns

tf(SDA) tf(SCL)

SDA and SCL fall time

 

300

20 + 0.1C

(2)

300

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

th(ST)

 

START condition hold time

4

 

0.6

 

 

 

tsu(SR)

 

Repeated START condition

4.7

 

0.6

 

 

 

 

setup time

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µs

 

 

 

 

 

 

 

 

tsu(SP)

 

STOP condition setup time

4

 

0.6

 

 

 

 

 

 

 

tw(SP:SR)

 

Bus free time between STOP

4.7

 

1.3

 

 

 

 

and START condition

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.SCL (SCL_A/G pin), SDA (SDA_A/G pin)

2.Cb = total capacitance of one bus line, in pF

c.The SDO_A output line features an internal pull-up.

d.Measurement points are done at 0.2·Vdd_IO and 0.8·Vdd_IO, for both input and output ports.

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Doc ID 022562 Rev 1

LSM330D

Module specifications

 

 

Figure 4. I2C slave timing diagram(e)

 

 

 

 

5(3($7('

 

67$57

 

 

 

67$57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VX 65

67$57

6'$

 

 

 

WZ 63 65

 

 

 

 

 

WI 6'$

WU 6'$

 

WVX 6'$

WK 6'$

 

 

 

 

 

WVX 63

6723

6&/

 

 

 

 

 

WK 67

WZ 6&//

WZ 6&/+

WU 6&/

WI 6&/

!-V

e. Measurement points are done at 0.2·Vdd_IO and 0.8·Vdd_IO, for both ports.

Doc ID 022562 Rev 1

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Module specifications

LSM330D

 

 

2.5Absolute maximum ratings

Stresses above those listed as “absolute maximum ratings” may cause permanent damage to the device. This is a stress rating only and functional operation of the device under these conditions is not implied. Exposure to maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

Table 8.

Absolute maximum ratings(1)

 

 

Symbol

Ratings

Maximum value

Unit

 

 

 

 

Vdd

Supply voltage

-0.3 to 4.8

V

 

 

 

 

Vdd_IO

I/O pins supply voltage

-0.3 to 4.8

V

 

 

 

 

Vin

Input voltage on any control pin (SCL_A/G, SDA_A/G,

-0.3 to Vdd_IO +0.3

V

SDO_A, SDO_G, CS_A, CS_G, DEN_G)

 

 

 

 

 

 

 

APOW

Acceleration (any axis, powered, Vdd = 3 V)

3000 g for 0.5 ms

 

 

 

10000 g for 0.1 ms

 

 

 

 

 

 

 

 

AUNP

Acceleration (any axis, unpowered)

3000 g for 0.5 ms

 

 

 

10000 g for 0.1 ms

 

 

 

 

 

 

 

 

TOP

Operating temperature range

-40 to +85

°C

TSTG

Storage temperature range

-40 to +125

°C

ESD

Electrostatic discharge protection

2 (HBM)

kV

 

 

 

 

1. Supply voltage on any pin should never exceed 4.8 V.

This is a mechanical shock sensitive device, improper handling can cause permanent damage to the part.

This is an ESD sensitive device, improper handling can cause permanent damage to the part.

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Doc ID 022562 Rev 1

LSM330D

Terminology

 

 

3 Terminology

3.1Sensitivity

Linear acceleration sensitivity can be determined e.g. by applying 1 g acceleration to the device. Because the sensor can measure DC accelerations, this can be done easily by pointing the selected axis towards the ground, noting the output value, rotating the sensor 180 degrees (pointing towards the sky) and noting the output value again. By doing so, ±1 g acceleration is applied to the sensor. Subtracting the larger output value from the smaller one, and dividing the result by 2, leads to the actual sensitivity of the sensor. This value changes very little over temperature and over time. The sensitivity tolerance describes the range of sensitivities of a large number of sensors.

Angular Rate Sensitivity describes the angular rate gain of the sensor and can be determined by applying a defined angular velocity to it. This value changes very little over temperature and also very little over time.

3.2Zero level

Linear acceleration zero-g level offset (TyOff) describes the deviation of an actual output signal from the ideal output signal if no acceleration is present. A sensor in a steady state on a horizontal surface will measure 0 g on both the X axis and Y axes, whereas the Z axis will measure 1 g. Ideally, the output is in the middle of the dynamic range of the sensor (content of OUT registers 00h, data expressed as 2’s complement number). A deviation from the ideal value in this case is called zero-g offset.

Offset is to some extent a result of stress to MEMS sensor and therefore the offset can slightly change after mounting the sensor onto a printed circuit board or exposing it to extensive mechanical stress. Offset changes little over temperature, see “Linear acceleration zero-g level change vs. temperature” in Table 3. The zero-g level tolerance (TyOff) describes the standard deviation of the range of zero-g levels of a group of sensors.

Angular rate zero-rate level describes the actual output value if there is no angular rate present. zero-rate level of precise MEMS sensors is, to some extent, a result of stress to the sensor and therefore zero-rate level can slightly change after mounting the sensor onto a printed circuit board or after exposing it to extensive mechanical stress. This value changes very little over temperature and over time.

Doc ID 022562 Rev 1

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Functionality

LSM330D

 

 

4 Functionality

The LSM330D is a system-in-package featuring a 3D digital accelerometer and a 3D digital gyroscope.

The device includes specific sensing elements and two IC interfaces capable to measuring both the acceleration and angular rate applied to the module and to provide a signal to external applications through an SPI/I2C serial interface.

The various sensing elements are manufactured using specialized micromachining processes, while the IC interfaces are developed using a CMOS technology that allows the design of a dedicated circuit which is trimmed to better match the sensing element characteristics.

The LSM330D may also be configured to generate an inertial wakeup and free-fall interrupt signal according to a programmed acceleration event along the enabled axes.

4.1Accelerometer

4.1.1Normal mode, Low power mode

The accelerometer sensor inside the LSM330D inertial module provides two different operating modes: Normal mode and Low power mode. Normal mode guarantees high resolution, while Low power mode further reduces current consumption.

The table below summarizes how to select the operating mode and the corresponding characteristics.

Table 9.

Operating mode selection

 

 

 

Operating mode

CTRL_REG1[3]

CTRL_REG4[3]

BW [Hz]

Turn-on time [ms]

(LPen bit)

(HR bit)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Low power mode (8-bit)

1

0

ODR/2

1

 

 

 

 

 

Normal mode (12-bit)

0

1

ODR/9

7/ODR(kHz)

 

 

 

 

 

 

4.1.2Self-test

Self-test allows the checking of sensor functionality without moving it. The self-test function is off when the self-test bit (ST) is programmed to ‘0’. When the self-test bit is programmed to ‘1’ an actuation force is applied to the sensor, simulating a definite input acceleration. In this case, the sensor outputs exhibit a change in their DC levels which are related to the selected full scale through the device sensitivity. When self-test is activated, the device output level is given by the algebraic sum of the signals produced by the acceleration acting on the sensor and by the electrostatic test-force. If the output signals change within the amplitude specified in Table 3, then the sensor is working properly and the parameters of the interface chip are within the defined specifications.

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Doc ID 022562 Rev 1

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