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L3GD20TR;L3GD20;中文规格书,Datasheet资料

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2024年3月25日发(作者:羊舌从蓉)

L3GD20

MEMS motion sensor:

three-axis digital output gyroscope

Features

Three selectable full scales (250/500/2000

dps)

I

2

C/SPI digital output interface

16 bit-rate value data output

8-bit temperature data output

Two digital output lines (interrupt and data

ready)

Integrated low- and high-pass filters with user-

selectable bandwidth

Wide supply voltage: 2.4 V to 3.6 V

Low voltage-compatible IOs (1.8 V)

Embedded power-down and sleep mode

Embedded temperature sensor

Embedded FIFO

High shock survivability

Extended operating temperature range (-40 °C

to +85 °C)

ECOPACK

®

RoHS and “Green” compliant

LGA-16 (4x4x1 mm)

Description

The L3GD20 is a low-power three-axis angular

rate sensor.

It includes a sensing element and an IC interface

capable of providing the measured angular rate to

the external world through a digital interface

(I

2

C/SPI).

The sensing element is manufactured using a

dedicated micro-machining process developed by

STMicroelectronics to produce inertial sensors

and actuators on silicon wafers.

The IC interface is manufactured using a CMOS

process that allows a high level of integration to

design a dedicated circuit which is trimmed to

better match the sensing element characteristics.

The L3GD20 has a full scale of ±250/±500/ ±2000

dps and is capable of measuring rates with a

user-selectable bandwidth.

The L3GD20 is available in a plastic land grid

array (LGA) package and can operate within a

temperature range of -40 °C to +85 °C.

Applications

Gaming and virtual reality input devices

Motion control with MMI (man-machine

interface)

GPS navigation systems

Appliances and robotics

Table 1. Device summary

Order code

L3GD20

L3GD20TR

Temperature range (°C)

-40 to +85

-40 to +85

Package

LGA-16 (4x4x1 mm)

LGA-16 (4x4x1 mm)

Packing

Tray

Tape and reel

August 2011Doc ID 022116 Rev 11/44

44

/

ContentsL3GD20

Contents

1Block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2Mechanical and electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1

2.2

2.3

2.4

Mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.4.1

2.4.2

SPI - serial peripheral interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

I2C - Inter IC control interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.5

2.6

Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6.1

2.6.2

Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Zero-rate level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.7Soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3

4

Application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Digital main blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1

4.2

Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.2.1

4.2.2

4.2.3

4.2.4

4.2.5

4.2.6

Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Bypass-to-stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Stream-to-FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Retrieve data from FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5Digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.1

5.2

I2C serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.1.1I2C operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

SPI bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.2.1SPI read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2/44Doc ID 022116 Rev 1

/

L3GD20

5.2.2

5.2.3

Contents

SPI write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

SPI read in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6

7

Output register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6

7.7

7.8

7.9

7.10

7.11

7.12

7.13

7.14

7.15

7.16

7.17

7.18

7.19

7.20

7.21

7.22

7.23

WHO_AM_I (0Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

CTRL_REG1 (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

CTRL_REG2 (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

CTRL_REG3 (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

CTRL_REG4 (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

CTRL_REG5 (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

REFERENCE/DATACAPTURE (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

OUT_TEMP (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

STATUS_REG (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

OUT_X_L (28h), OUT_X_H (29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

OUT_Y_L (2Ah), OUT_Y_H (2Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

OUT_Z_L (2Ch), OUT_Z_H (2Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

FIFO_CTRL_REG (2Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

FIFO_SRC_REG (2Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

INT1_CFG (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

INT1_SRC (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INT1_THS_XH (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_XL (33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YH (34h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YL (35h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_ZH (36h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_THS_ZL (37h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_DURATION (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

8

9

Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Doc ID 022116 Rev 13/44

/

List of tablesL3GD20

List of tables

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.

Table 49.

Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

SPI slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

I2C slave timing values (TBC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Absolute maximum ratings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

I2C terminology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

SAD+read/write patterns. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 24

Transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 24

Register address map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

WHO_AM_I register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

CTRL_REG1 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

CTRL_REG1 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

DR and BW configuration setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Power mode selection configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

CTRL_REG2 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

CTRL_REG2 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

High-pass filter mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

High-pass filter cut off frequency configuration [Hz]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

CTRL_REG1 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

CTRL_REG3 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

CTRL_REG4 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

CTRL_REG4 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

CTRL_REG5 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

CTRL_REG5 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

REFERENCE register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

REFERENCE register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

OUT_TEMP register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

OUT_TEMP register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

STATUS_REG register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

STATUS_REG description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

REFERENCE register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

REFERENCE register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

FIFO mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

FIFO_SRC register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

FIFO_SRC register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

INT1_CFG register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

INT1_CFG description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INT1_SRC register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INT1_SRC description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INT1_THS_XH register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_XH description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_XL register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4/44Doc ID 022116 Rev 1

/

L3GD20

Table 50.

Table 51.

Table 52.

Table 53.

Table 54.

Table 55.

Table 56.

Table 57.

Table 58.

Table 59.

Table 60.

Table 61.

List of tables

INT1_THS_XL description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YH register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YH description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YL register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YL description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_ZH register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_THS_ZH description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_THS_ZL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_THS_ZL description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_DURATION register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_DURATION description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Doc ID 022116 Rev 15/44

/

List of figuresL3GD20

List of figures

Figure 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.

Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

SPI slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

I2C slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

L3GD20 electrical connections and external component values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Block diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Bypass-to-stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Trigger stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Read and write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

SPI read protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Multiple byte SPI read protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

SPI write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Multiple byte SPI write protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

SPI read protocol in 3-wire mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

INT1_Sel and Out_Sel configuration block diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Wait disabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Wait enabled. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

LGA-16: mechanical data and package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6/44Doc ID 022116 Rev 1

/

L3GD20Block diagram and pin description

1 Block diagram and pin description

Figure diagram

+Ω

x,y,z

X+

Y+

Z+

M

U

X

CHARGE

AMP

MIXER

LOW-PASS

FILTER

A

D

C

1

Z-

Y-

X-

D

I

G

I

T

A

L

F

I

L

T

E

R

I

N

G

I2C

SPI

CS

SCL/SPC

SDA/SDO/SDI

SDO

DRIVING MASS

Feedback loop

T

E

M

P

E

R

A

T

U

R

E

S

E

N

S

O

R

A

D

C

2

REFERENCE

TRIMMING

CIRCUITS

FIFO

CLOCK

&

PHASE GENERATOR

CONTROL LOGIC

&

INTERRUPT GEN.

INT1

DRDY/INT2

AM10126V1

Note:The vibration of the structure is maintained by drive circuitry in a feedback loop. The sensing

signal is filtered and appears as a digital signal at the output.

1.1 Pin description

Figure connection

+Ω

G

N

D

R

E

S

R

E

S

Z

X

+Ω

13

Y

RES

RES

RES

RES

V

d

d

16

1

12

Vdd_IO

SCL/SPC

SDA/SDI/SDO

BOTTOM

VIEW

9

8

5

4

+Ω

X

(TOP VIEW)

DIRECTIONS OF THE

DETECTABLE

ANGULAR RATES

SDO/SA0

D

R

D

Y

/

I

N

T

2

R

E

S

I

N

T

1

C

S

AM10127V1

Doc ID 022116 Rev 17/44

/

Block diagram and pin description

Table 2.

Pin#

1

2

L3GD20

Pin description

Name

Vdd_IO

(1)

SCL

SPC

SDA

SDI

SDO

SDO

SA0

CS

DRDY/INT2

INT1

Reserved

Reserved

Reserved

Reserved

Reserved

GND

Reserved

Reserved

Vdd

(3)

Power supply for I/O pins

I

2

C serial clock (SCL)

SPI serial port clock (SPC)

I

2

C serial data (SDA)

SPI serial data input (SDI)

3-wire interface serial data output (SDO)

SPI serial data output (SDO)

I

2

C less significant bit of the device address (SA0)

I

2

C/SPI mode selection (1: SPI idle mode / I

2

C communication

enabled; 0: SPI communication mode / I

2

C disabled)

Data ready/FIFO interrupt (Watermark/Overrun/Empty)

Programmable interrupt

Connect to GND

Connect to GND

Connect to GND

Connect to GND

Connect to GND

0 V supply

Connect to GND with ceramic capacitor

(2)

Connect to Vdd

Power supply

Function

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1.100 nF filter capacitor recommended.

2.1 nF min value must be guaranteed under 11 V bias condition.

3.100 nF plus 10 µF capacitors recommended.

8/44Doc ID 022116 Rev 1

/

L3GD20Mechanical and electrical specifications

2 Mechanical and electrical specifications

2.1 Mechanical characteristics

@ Vdd = 3.0 V, T = 25 °C unless otherwise noted.

Table 3.

Symbol

Mechanical characteristics

(1)

ParameterTest conditionMin. Typ.

(2)

±250

FSMeasurement rangeUser-selectable

FS = 250 dps

±500

±2000

8.75

17.50

70

±2

±10

±15

±75

±0.03

±0.04

0.2

dps

SoSensitivity

Sensitivity change vs.

temperature

Digital zero-rate level

FS = 500 dps

FS = 2000 dps

mdps/digit

SoDr

From -40 °C to +85 °C

FS = 250 dps

%

DVoffFS = 500 dps

FS = 2000 dps

FS = 250 dps

FS = 2000 dps

Best fit straight line

dps

dps/°C

dps/°C

% FS

dps⁄(Hz

Hz

+85°C

OffDr

NL

Rn

ODR

Top

Zero-rate level change

vs. temperature

Non linearity

Rate noise density

Digital output data rate

Operating temperature

range

0.03

95/190/

380/760

-40

product is factory calibrated at 3.0 V. The operational power supply range is specified in Table4.

l specifications are not guaranteed.

Doc ID 022116 Rev 19/44

/

Mechanical and electrical specificationsL3GD20

2.2 Electrical characteristics

@ Vdd =3.0 V, T=25 °C unless otherwise noted.

Table 4.

Symbol

Vdd

Vdd_IO

Idd

IddSL

IddPdn

VIH

VIL

Top

Electrical characteristics

(1)

Parameter

Supply voltage

I/O pins supply voltage

(3)

Supply current

Supply current

in sleep mode

(4)

Supply current in

power-down mode

Digital high level input

voltage

Digital low level input

voltage

Operating temperature

range

-40

Selectable by digital

interface

Selectable by digital

interface

0.8*Vdd_I

O

0.2*Vdd_I

O

+85

Test conditionMin.

2.4

1.71

6.1

2

5

Typ.

(2)

3.0

Max.

3.6

Vdd+0.1

Unit

V

V

mA

mA

µA

V

V

°C

product is factory calibrated at 3.0 V.

l specifications are not guaranteed.

is possible to remove Vdd maintaining Vdd_IO without blocking the communication busses; in this condition the

measurement chain is powered off.

mode introduces a faster turn-on time relative to power-down mode.

2.3 Temperature sensor characteristics

@ Vdd =3.0 V, T=25 °C unless otherwise noted.

Table 5.

Symbol

TSDr

TODR

Top

Electrical characteristics

(1)

Parameter

Temperature sensor

output change vs.

temperature

Temperature refresh rate

Operating temperature

range

-

-40

Test .

(2)

-1

1

+85

°C/digit

Hz

°C

product is factory calibrated at 3.0 V.

l specifications are not guaranteed.

10/44Doc ID 022116 Rev 1

/

分销商库存信息:

STM

L3GD20TRL3GD20

2024年3月25日发(作者:羊舌从蓉)

L3GD20

MEMS motion sensor:

three-axis digital output gyroscope

Features

Three selectable full scales (250/500/2000

dps)

I

2

C/SPI digital output interface

16 bit-rate value data output

8-bit temperature data output

Two digital output lines (interrupt and data

ready)

Integrated low- and high-pass filters with user-

selectable bandwidth

Wide supply voltage: 2.4 V to 3.6 V

Low voltage-compatible IOs (1.8 V)

Embedded power-down and sleep mode

Embedded temperature sensor

Embedded FIFO

High shock survivability

Extended operating temperature range (-40 °C

to +85 °C)

ECOPACK

®

RoHS and “Green” compliant

LGA-16 (4x4x1 mm)

Description

The L3GD20 is a low-power three-axis angular

rate sensor.

It includes a sensing element and an IC interface

capable of providing the measured angular rate to

the external world through a digital interface

(I

2

C/SPI).

The sensing element is manufactured using a

dedicated micro-machining process developed by

STMicroelectronics to produce inertial sensors

and actuators on silicon wafers.

The IC interface is manufactured using a CMOS

process that allows a high level of integration to

design a dedicated circuit which is trimmed to

better match the sensing element characteristics.

The L3GD20 has a full scale of ±250/±500/ ±2000

dps and is capable of measuring rates with a

user-selectable bandwidth.

The L3GD20 is available in a plastic land grid

array (LGA) package and can operate within a

temperature range of -40 °C to +85 °C.

Applications

Gaming and virtual reality input devices

Motion control with MMI (man-machine

interface)

GPS navigation systems

Appliances and robotics

Table 1. Device summary

Order code

L3GD20

L3GD20TR

Temperature range (°C)

-40 to +85

-40 to +85

Package

LGA-16 (4x4x1 mm)

LGA-16 (4x4x1 mm)

Packing

Tray

Tape and reel

August 2011Doc ID 022116 Rev 11/44

44

/

ContentsL3GD20

Contents

1Block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2Mechanical and electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1

2.2

2.3

2.4

Mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Communication interface characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.4.1

2.4.2

SPI - serial peripheral interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

I2C - Inter IC control interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.5

2.6

Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.6.1

2.6.2

Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Zero-rate level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.7Soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3

4

Application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Digital main blocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.1

4.2

Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4.2.1

4.2.2

4.2.3

4.2.4

4.2.5

4.2.6

Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Bypass-to-stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Stream-to-FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Retrieve data from FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5Digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.1

5.2

I2C serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.1.1I2C operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

SPI bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.2.1SPI read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2/44Doc ID 022116 Rev 1

/

L3GD20

5.2.2

5.2.3

Contents

SPI write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

SPI read in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6

7

Output register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

7.6

7.7

7.8

7.9

7.10

7.11

7.12

7.13

7.14

7.15

7.16

7.17

7.18

7.19

7.20

7.21

7.22

7.23

WHO_AM_I (0Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

CTRL_REG1 (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

CTRL_REG2 (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

CTRL_REG3 (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

CTRL_REG4 (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

CTRL_REG5 (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

REFERENCE/DATACAPTURE (25h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

OUT_TEMP (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

STATUS_REG (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

OUT_X_L (28h), OUT_X_H (29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

OUT_Y_L (2Ah), OUT_Y_H (2Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

OUT_Z_L (2Ch), OUT_Z_H (2Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

FIFO_CTRL_REG (2Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

FIFO_SRC_REG (2Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

INT1_CFG (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

INT1_SRC (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INT1_THS_XH (32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_XL (33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YH (34h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YL (35h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_ZH (36h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_THS_ZL (37h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_DURATION (38h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

8

9

Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Doc ID 022116 Rev 13/44

/

List of tablesL3GD20

List of tables

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.

Table 49.

Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Mechanical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

SPI slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

I2C slave timing values (TBC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Absolute maximum ratings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

I2C terminology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

SAD+read/write patterns. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 24

Transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 24

Register address map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

WHO_AM_I register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

CTRL_REG1 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

CTRL_REG1 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

DR and BW configuration setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Power mode selection configuration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

CTRL_REG2 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

CTRL_REG2 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

High-pass filter mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

High-pass filter cut off frequency configuration [Hz]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

CTRL_REG1 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

CTRL_REG3 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

CTRL_REG4 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

CTRL_REG4 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

CTRL_REG5 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

CTRL_REG5 description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

REFERENCE register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

REFERENCE register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

OUT_TEMP register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

OUT_TEMP register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

STATUS_REG register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

STATUS_REG description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

REFERENCE register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

REFERENCE register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

FIFO mode configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

FIFO_SRC register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

FIFO_SRC register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

INT1_CFG register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

INT1_CFG description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INT1_SRC register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INT1_SRC description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

INT1_THS_XH register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_XH description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_XL register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4/44Doc ID 022116 Rev 1

/

L3GD20

Table 50.

Table 51.

Table 52.

Table 53.

Table 54.

Table 55.

Table 56.

Table 57.

Table 58.

Table 59.

Table 60.

Table 61.

List of tables

INT1_THS_XL description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YH register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YH description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YL register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_YL description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

INT1_THS_ZH register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_THS_ZH description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_THS_ZL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_THS_ZL description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_DURATION register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

INT1_DURATION description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Doc ID 022116 Rev 15/44

/

List of figuresL3GD20

List of figures

Figure 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.

Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Pin connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

SPI slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

I2C slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

L3GD20 electrical connections and external component values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Block diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Bypass-to-stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Trigger stream mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Read and write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

SPI read protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Multiple byte SPI read protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

SPI write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Multiple byte SPI write protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

SPI read protocol in 3-wire mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

INT1_Sel and Out_Sel configuration block diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Wait disabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Wait enabled. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

LGA-16: mechanical data and package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6/44Doc ID 022116 Rev 1

/

L3GD20Block diagram and pin description

1 Block diagram and pin description

Figure diagram

+Ω

x,y,z

X+

Y+

Z+

M

U

X

CHARGE

AMP

MIXER

LOW-PASS

FILTER

A

D

C

1

Z-

Y-

X-

D

I

G

I

T

A

L

F

I

L

T

E

R

I

N

G

I2C

SPI

CS

SCL/SPC

SDA/SDO/SDI

SDO

DRIVING MASS

Feedback loop

T

E

M

P

E

R

A

T

U

R

E

S

E

N

S

O

R

A

D

C

2

REFERENCE

TRIMMING

CIRCUITS

FIFO

CLOCK

&

PHASE GENERATOR

CONTROL LOGIC

&

INTERRUPT GEN.

INT1

DRDY/INT2

AM10126V1

Note:The vibration of the structure is maintained by drive circuitry in a feedback loop. The sensing

signal is filtered and appears as a digital signal at the output.

1.1 Pin description

Figure connection

+Ω

G

N

D

R

E

S

R

E

S

Z

X

+Ω

13

Y

RES

RES

RES

RES

V

d

d

16

1

12

Vdd_IO

SCL/SPC

SDA/SDI/SDO

BOTTOM

VIEW

9

8

5

4

+Ω

X

(TOP VIEW)

DIRECTIONS OF THE

DETECTABLE

ANGULAR RATES

SDO/SA0

D

R

D

Y

/

I

N

T

2

R

E

S

I

N

T

1

C

S

AM10127V1

Doc ID 022116 Rev 17/44

/

Block diagram and pin description

Table 2.

Pin#

1

2

L3GD20

Pin description

Name

Vdd_IO

(1)

SCL

SPC

SDA

SDI

SDO

SDO

SA0

CS

DRDY/INT2

INT1

Reserved

Reserved

Reserved

Reserved

Reserved

GND

Reserved

Reserved

Vdd

(3)

Power supply for I/O pins

I

2

C serial clock (SCL)

SPI serial port clock (SPC)

I

2

C serial data (SDA)

SPI serial data input (SDI)

3-wire interface serial data output (SDO)

SPI serial data output (SDO)

I

2

C less significant bit of the device address (SA0)

I

2

C/SPI mode selection (1: SPI idle mode / I

2

C communication

enabled; 0: SPI communication mode / I

2

C disabled)

Data ready/FIFO interrupt (Watermark/Overrun/Empty)

Programmable interrupt

Connect to GND

Connect to GND

Connect to GND

Connect to GND

Connect to GND

0 V supply

Connect to GND with ceramic capacitor

(2)

Connect to Vdd

Power supply

Function

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1.100 nF filter capacitor recommended.

2.1 nF min value must be guaranteed under 11 V bias condition.

3.100 nF plus 10 µF capacitors recommended.

8/44Doc ID 022116 Rev 1

/

L3GD20Mechanical and electrical specifications

2 Mechanical and electrical specifications

2.1 Mechanical characteristics

@ Vdd = 3.0 V, T = 25 °C unless otherwise noted.

Table 3.

Symbol

Mechanical characteristics

(1)

ParameterTest conditionMin. Typ.

(2)

±250

FSMeasurement rangeUser-selectable

FS = 250 dps

±500

±2000

8.75

17.50

70

±2

±10

±15

±75

±0.03

±0.04

0.2

dps

SoSensitivity

Sensitivity change vs.

temperature

Digital zero-rate level

FS = 500 dps

FS = 2000 dps

mdps/digit

SoDr

From -40 °C to +85 °C

FS = 250 dps

%

DVoffFS = 500 dps

FS = 2000 dps

FS = 250 dps

FS = 2000 dps

Best fit straight line

dps

dps/°C

dps/°C

% FS

dps⁄(Hz

Hz

+85°C

OffDr

NL

Rn

ODR

Top

Zero-rate level change

vs. temperature

Non linearity

Rate noise density

Digital output data rate

Operating temperature

range

0.03

95/190/

380/760

-40

product is factory calibrated at 3.0 V. The operational power supply range is specified in Table4.

l specifications are not guaranteed.

Doc ID 022116 Rev 19/44

/

Mechanical and electrical specificationsL3GD20

2.2 Electrical characteristics

@ Vdd =3.0 V, T=25 °C unless otherwise noted.

Table 4.

Symbol

Vdd

Vdd_IO

Idd

IddSL

IddPdn

VIH

VIL

Top

Electrical characteristics

(1)

Parameter

Supply voltage

I/O pins supply voltage

(3)

Supply current

Supply current

in sleep mode

(4)

Supply current in

power-down mode

Digital high level input

voltage

Digital low level input

voltage

Operating temperature

range

-40

Selectable by digital

interface

Selectable by digital

interface

0.8*Vdd_I

O

0.2*Vdd_I

O

+85

Test conditionMin.

2.4

1.71

6.1

2

5

Typ.

(2)

3.0

Max.

3.6

Vdd+0.1

Unit

V

V

mA

mA

µA

V

V

°C

product is factory calibrated at 3.0 V.

l specifications are not guaranteed.

is possible to remove Vdd maintaining Vdd_IO without blocking the communication busses; in this condition the

measurement chain is powered off.

mode introduces a faster turn-on time relative to power-down mode.

2.3 Temperature sensor characteristics

@ Vdd =3.0 V, T=25 °C unless otherwise noted.

Table 5.

Symbol

TSDr

TODR

Top

Electrical characteristics

(1)

Parameter

Temperature sensor

output change vs.

temperature

Temperature refresh rate

Operating temperature

range

-

-40

Test .

(2)

-1

1

+85

°C/digit

Hz

°C

product is factory calibrated at 3.0 V.

l specifications are not guaranteed.

10/44Doc ID 022116 Rev 1

/

分销商库存信息:

STM

L3GD20TRL3GD20

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