博世磁力计BMM150

简介

BMM150 是一款面向消费类市场的独立地磁传感器，可用于测量三个互相垂直轴向的磁场。基于 Bosch 独有的 FlipCore 技术，其性能和功能被精心优化，完全契合各种三轴移动应用的严格要求，如电子罗盘、导航以及增强现实等。

内部的评估电路（ASIC）将地磁传感器的模拟输出转换为数字信号，可通过行业标准的数字接口（SPI 和 I²C）进行读取。

BMM150 的封装与接口被设计为适配多种硬件需求。由于其超小尺寸和平整封装结构，该传感器特别适用于移动类应用。它采用晶圆级芯片封装（WLCSP），尺寸仅为 1.56 × 1.56 × 0.6 mm，在 PCB 上的布置非常灵活。

此外，BMM150 支持超低电压运行（主供电 VDD 范围：1.62V 至 3.6V；接口电压 VDDIO 范围：1.2V 至 3.6V），并可以通过编程方式在用户特定应用中优化功能、性能与功耗。它内建可编程中断引擎，为开发者带来极大的设计灵活性。

BMM150 可感应地磁场的三个轴向方向，广泛应用于手机、手持设备、计算机外设、人机交互界面、虚拟现实与游戏控制器等。

SPEC 参数

供电电压VDD：1.62 2.4 3.6V

IO电压：1.2 1.8 3.6V

输入逻辑低电平：0.3VDDIO MAX

输入逻辑高电平：0.7VDDIO MIN

输出逻辑低电平：0.2VDDIO MAX

输出逻辑高电平：0.8VDDIO MIN

磁场强度测量范围： XY轴 正负1200 正负1300 uT

　　　　　　　　    Z轴 正负2000 正负2500 uT

30uT 25摄氏度 航向角精度： 正负2.5度

活动峰值电流： 20mA

启动时间：1ms （从关机状态转为待机状态）

休眠时间：3ms （从待机状态转为睡眠状态）

框图

 

功能介绍：

1电源管理

BMM有两个独立的电源引脚：VDD和VDDIO

VDD是芯片内部模拟和数字功能模块的供电引脚

VDDIO是为数字逻辑和接口电路供电的独立供电引脚

你可以在VDD供电为0或者VDDIO供电为0时关闭器件，但是禁止在VDDIO为0时给其他数字IO接入高电平。

该器件将会在重新上电后复位相关逻辑或寄存器数值，请关注所有与默认值不同的设计。

如果使用IIC协议，建议直接将VDDIO和PS连接，确保选择了正确的通信协议。

2电源模式

BMM150有四种电源模式

关机模式

关机状态下，VDD或者VDDIO断电，芯片不工作，只用VDD和VDDIO同时供电，芯片自动执行上电复位。

待机模式

待机模式是BMM150上电后的默认模式，上电复位结束后，将执行芯片启动队列。在此队列中，NVM 内容将下载到位于器件内核的影子寄存器中。启动队列完成后，器件将进入挂起模式。在此模式下，用户只能访问存储电源控制位信息和 SPI3 线使能位的寄存器。挂起模式下，其他寄存器均无法访问。除控制寄存器 (Ox4B) 外，所有寄存器都将丢失其内容。需要注意的是，在此模式下，读取芯片 ID（寄存器 0x​​40）将返回“0x00”（I2C）或高阻态（SPI）。

睡眠模式

用户可以将电源位设置为1将设备从待机模式切换到睡眠模式，也可以将操作模式位设置为11将设备从活动模式强制切换到睡眠模式。将电源控制位设置为“0”（寄存器0x4B的位0）将使设备恢复到挂起模式。用户可以从睡眠模式将设备恢复到挂起模式或活动模式。

活动模式

可以通过设置 操作模式位（寄存器 0x​​4C）从休眠模式切换到活动模式。在此模式下，将执行磁场测量，并且所有寄存器均可访问。

在活动模式下，可以区分两种工作模式：

正常模式：根据用户寄存器中的设置定期测量选定的通道。测量完成后，输出数据将存入数据寄存器，设备等待下一个测量周期，该周期由编程输出数据速率 (ODR) 设定。从正常模式，用户可以通过将 OpMode 设置为“11”或执行软复位返回休眠模式。通过将电源控制位设置为“0”，可以进入挂起模式。

强制模式（单次测量）：由主机设置时，将根据用户寄存器中的编程设置测量选定的通道。测量完成后，输出数据将存入数据寄存器，OpMode 寄存器的值恢复为“11”，设备返回休眠模式。强制模式有助于实现主机微控制器和 BMM150 之间的同步操作。此外，强制模式还可以实现与正常模式下不同的数据输出速率。

在主动模式和正常运行下，原则上可以通过 x/y 轴和 z 轴的重复设置以及输出数据速率 ODR 来调整输出噪声和活动时间（因此功耗）之间的任何所需平衡。平均功耗取决于高电流阶段时间（数据采集期间）与低电流阶段时间（数据采集之间）的比率。因此，为生成一个磁场数据点而获取的重复次数越多，一个采样阶段中的活动时间比率越长，平均电流越高。

由于内部平均时间更长，输出数据的噪声水平随着重复次数的增加而降低。
通过使用强制模式，可以以任何速率触发新的测量。因此，用户可以以比完成测量周期所需的更短的间隔触发测量。如果不允许测量周期完成，则结果数据将不会写入数据寄存器。为防止这种情况，手动触发的测量间隔不得短于有效测量时间，后者是所选重复次数的函数。强制模式下可选的最大读出频率可按下式计算：

 

其中，nXY 表示 X/Y 轴的重复次数（而非寄存器值），nZ 表示 Z 轴的重复次数（而非寄存器值）。
虽然 X/Y 和 Z 轴的重复次数以及 ODR 可以独立调整，且调整范围很广，但建议使用四种预设值（高精度预设值、增强型常规预设值、常规预设值和低功耗预设值），这些预设值反映了 BMM150 最常见的使用场景，即在给定电流消耗下所需的输出精度。
这四种预设值包含以下寄存器配置，选择预设值后，这些配置将由 BMM150 API 或 Bosch Sensortec 提供的驱动程序自动设置。表 3 显示了建议的预设值以及由此产生的磁场输出噪声和电流消耗：