LSM9DS1 iNEMO inertial module: 3D accelerometer, 3D gyroscope, 3D magnetometer Datasheet - production data Applications * Indoor navigation * Smart user interfaces * Advanced gesture recognition * Gaming and virtual reality input devices LGA-24L (3.5x3x1.0 mm) * Display/map orientation and browsing Description Features * 3 acceleration channels, 3 angular rate channels, 3 magnetic field channels * 2/4/8/16 g linear acceleration full scale * 4/8/12/16 gauss magnetic full scale * 245/500/2000 dps angular rate full scale * 16-bit data output * SPI / I2C serial interfaces * Analog supply voltage 1.9 V to 3.6 V * "Always-on" eco power mode down to 1.9 mA * Programmable interrupt generators * Embedded temperature sensor The LSM9DS1 is a system-in-package featuring a 3D digital linear acceleration sensor, a 3D digital angular rate sensor, and a 3D digital magnetic sensor. The LSM9DS1 has a linear acceleration full scale of 2g/4g/8/16 g, a magnetic field full scale of 4/8/12/16 gauss and an angular rate of 245/500/2000 dps. The LSM9DS1 includes an I2C serial bus interface supporting standard and fast mode (100 kHz and 400 kHz) and an SPI serial standard interface. Magnetic, accelerometer and gyroscope sensing can be enabled or set in power-down mode separately for smart power management. * Embedded FIFO * Position and motion detection functions * Click/double-click recognition * Intelligent power saving for handheld devices * ECOPACK(R), RoHS and "Green" compliant The LSM9DS1 is available in a plastic land grid array package (LGA) and it is guaranteed to operate over an extended temperature range from -40 C to +85 C. Table 1. Device summary Part number Temperature range [C] Package Packing LSM9DS1 -40 to +85 LGA-24L Tray LSM9DS1TR -40 to +85 LGA-24L Tape and reel March 2015 This is information on a product in full production. DocID025715 Rev 3 1/72 www.st.com Contents LSM9DS1 Contents 1 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Module specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.1 Sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.2.1 3 4 2.3 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.6 Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.6.1 Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.6.2 Zero-g, zero-rate and zero-gauss level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 LSM9DS1 functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.1 Operating modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2 Gyroscope power modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.3 Accelerometer and gyroscope multiple reads (burst) . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.4 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.5 Accelerometer and gyroscope FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.5.1 Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.5.2 FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.5.3 Continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.5.4 Continuous-to-FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.5.5 Bypass-to-Continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Application hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 4.1 5 External capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Digital interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5.1 I2C serial interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5.1.1 2/72 Recommended power-up sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 I2C operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 DocID025715 Rev 3 LSM9DS1 Contents 5.2 5.3 Accelerometer and gyroscope SPI bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5.2.1 SPI read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5.2.2 SPI write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 5.2.3 SPI read in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Magnetic sensor SPI bus interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5.3.1 SPI read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5.3.2 SPI write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5.3.3 SPI read in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6 Register mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 7 Accelerometer and gyroscope register description . . . . . . . . . . . . . . 41 7.1 ACT_THS (04h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 7.2 ACT_DUR (05h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 7.3 INT_GEN_CFG_XL (06h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 7.4 INT_GEN_THS_X_XL (07h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 7.5 INT_GEN_THS_Y_XL (08h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 7.6 INT_GEN_THS_Z_XL (09h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 7.7 INT_GEN_DUR_XL (0Ah) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 7.8 REFERENCE_G (0Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 7.9 INT1_CTRL (0Ch) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 7.10 INT2_CTRL (0Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 7.11 WHO_AM_I (0Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 7.12 CTRL_REG1_G (10h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 7.13 CTRL_REG2_G (11h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 7.14 CTRL_REG3_G (12h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 7.15 ORIENT_CFG_G (13h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 7.16 INT_GEN_SRC_G (14h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 7.17 OUT_TEMP_L (15h), OUT_TEMP_H (16h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 7.18 STATUS_REG (17h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 7.19 OUT_X_G (18h - 19h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 7.20 OUT_Y_G (1Ah - 1Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 7.21 OUT_Z_G (1Ch - 1Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 7.22 CTRL_REG4 (1Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 DocID025715 Rev 3 3/72 72 Contents 8 4/72 LSM9DS1 7.23 CTRL_REG5_XL (1Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 7.24 CTRL_REG6_XL (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 7.25 CTRL_REG7_XL (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 7.26 CTRL_REG8 (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 7.27 CTRL_REG9 (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 7.28 CTRL_REG10 (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 7.29 INT_GEN_SRC_XL (26h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 7.30 STATUS_REG (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 7.31 OUT_X_XL (28h - 29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 7.32 OUT_Y_XL (2Ah - 2Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 7.33 OUT_Z_XL (2Ch - 2Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 7.34 FIFO_CTRL (2Eh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 7.35 FIFO_SRC (2Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 7.36 INT_GEN_CFG_G (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 7.37 INT_GEN_THS_X_G (31h - 32h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 7.38 INT_GEN_THS_Y_G (33h - 34h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 7.39 INT_GEN_THS_Z_G (35h - 36h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 7.40 INT_GEN_DUR_G (37h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Magnetometer register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 8.1 OFFSET_X_REG_L_M (05h), OFFSET_X_REG_H_M (06h) . . . . . . . . . 62 8.2 OFFSET_Y_REG_L_M (07h), OFFSET_Y_REG_H_M (08h) . . . . . . . . . 62 8.3 OFFSET_Z_REG_L_M (09h), OFFSET_Z_REG_H_M (0Ah) . . . . . . . . . 62 8.4 WHO_AM_I_M (0Fh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 8.5 CTRL_REG1_M (20h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 8.6 CTRL_REG2_M (21h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 8.7 CTRL_REG3_M (22h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 8.8 CTRL_REG4_M (23h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 8.9 CTRL_REG5_M (24h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 8.10 STATUS_REG_M (27h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 8.11 OUT_X_L_M (28h), OUT_X_H_M(29h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 8.12 OUT_Y_L_M (2Ah), OUT_Y_H_M (2Bh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 8.13 OUT_Z_L_M (2Ch), OUT_Z_H_M (2Dh) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 DocID025715 Rev 3 LSM9DS1 9 10 Contents 8.14 INT_CFG_M (30h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 8.15 INT_SRC_M (31h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 8.16 INT_THS_L(32h), INT_THS_H(33h) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 9.1 Soldering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 9.2 LGA package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 DocID025715 Rev 3 5/72 72 List of tables LSM9DS1 List of tables Table 1. Table 2. Table 3. Table 4. Table 5. Table 6. Table 7. Table 8. Table 9. Table 10. Table 11. Table 12. Table 13. Table 14. Table 15. Table 16. Table 17. Table 18. Table 19. Table 20. Table 21. Table 22. Table 23. Table 24. Table 25. Table 26. Table 27. Table 28. Table 29. Table 30. Table 31. Table 32. Table 33. Table 34. Table 35. Table 36. Table 37. Table 38. Table 39. Table 40. Table 41. Table 42. Table 43. Table 44. Table 45. Table 46. Table 47. Table 48. 6/72 Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Temperature sensor characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 SPI slave timing values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 I2C slave timing values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Gyroscope operating modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Operating mode current consumption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Accelerometer turn-on time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Gyroscope turn-on time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Serial interface pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 I2C terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Transfer when master is writing one byte to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Transfer when master is writing multiple bytes to slave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Transfer when master is receiving (reading) one byte of data from slave . . . . . . . . . . . . . 29 Transfer when master is receiving (reading) multiple bytes of data from slave . . . . . . . . . 29 Accelerometer and gyroscope SAD+Read/Write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Magnetic sensor SAD+Read/Write patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Accelerometer and gyroscope register address map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Magnetic sensor register address map. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 ACT_THS register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 ACT_THS register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 ACT_DUR register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 ACT_DUR register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 INT_GEN_CFG_XL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 INT_GEN_CFG_XL register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 INT_GEN_THS_X_XL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 INT_GEN_THS_X_XL register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 INT_GEN_THS_Y_XL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 INT_GEN_THS_Y_XL register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 INT_GEN_THS_Z_XL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 INT_GEN_THS_Z_XL register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 INT_GEN_DUR_XL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 INT_GEN_DUR_XL register description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 REFERENCE_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 REFERENCE_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 INT1_CTRL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 INT1_CTRL register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 INT2_CTRL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 INT2_CTRL register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 WHO_AM_I register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 CTRL_REG1_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 CTRL_REG1_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 ODR and BW configuration setting (after LPF1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 ODR and BW configuration setting (after LPF2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 CTRL_REG2_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 DocID025715 Rev 3 LSM9DS1 List of tables Table 49. Table 50. Table 51. Table 52. Table 53. Table 54. Table 55. Table 56. Table 57. Table 58. Table 59. Table 60. Table 61. Table 62. Table 63. Table 64. Table 65. Table 66. Table 67. Table 68. Table 69. Table 70. Table 71. Table 72. Table 73. Table 74. Table 75. Table 76. Table 77. Table 78. Table 79. Table 80. Table 81. Table 82. Table 83. Table 84. Table 85. Table 86. Table 87. Table 88. Table 89. Table 90. Table 91. Table 92. Table 93. Table 94. Table 95. Table 96. Table 97. Table 98. Table 99. Table 100. CTRL_REG2_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 CTRL_REG3_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 CTRL_REG3_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Gyroscope high-pass filter cutoff frequency configuration [Hz]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 ORIENT_CFG_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 ORIENT_CFG_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 INT_GEN_SRC_G register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 INT_GEN_SRC_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 OUT_TEMP_L register . . . . . . . . . . . . . . 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. . . . . . . . . . . . 53 CTRL_REG9 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 CTRL_REG9 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 CTRL_REG10 register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 CTRL_REG10 register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 INT_GEN_SRC_XL register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 INT_GEN_SRC_XL register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 STATUS_REG register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 STATUS_REG register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 INT_GEN_DUR_G register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 INT_GEN_DUR_G register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 DocID025715 Rev 3 7/72 72 List of tables Table 101. Table 102. Table 103. Table 104. Table 105. Table 106. Table 107. Table 108. Table 109. Table 110. Table 111. Table 112. Table 113. Table 114. Table 115. Table 116. Table 117. Table 118. Table 119. Table 120. Table 121. Table 122. Table 123. Table 124. Table 125. Table 126. Table 127. Table 128. Table 129. Table 130. Table 131. Table 132. 8/72 LSM9DS1 OFFSET_X_REG_L_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 OFFSET_X_REG_H_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 OFFSET_Y_REG_L_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 OFFSET_Y_REG_H_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 OFFSET_Z_REG_L_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 OFFSET_Z_REG_H_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 WHO_AM_I_M register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 CTRL_REG1_M register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 CTRL_REG1_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 X and Y axes operative mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Output data rate configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 CTRL_REG2_M register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 CTRL_REG2_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Full-scale selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 CTRL_REG3_M register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 CTRL_REG3_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 System operating mode selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 CTRL_REG4_M register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 CTRL_REG4_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Z-axis operative mode selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 CTRL_REG5_M register. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 CTRL_REG5_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 STATUS_REG_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 STATUS_REG_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 INT_CFG_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 INT_CFG_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 INT_SRC_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 INT_SRC_M register description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 INT_THS_L_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 INT_THS_H_M register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 LGA (3.5x3x1 mm) 24-lead package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 DocID025715 Rev 3 LSM9DS1 List of figures 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. Figure 22. Figure 23. Figure 24. Figure 25. Figure 26. Figure 27. Figure 28. Figure 29. Figure 30. Figure 31. Pin connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Recommended power-up sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 SPI slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 I2C slave timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Switching operating modes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Multiple reads: accelerometer only . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Multiple reads: accelerometer and gyroscope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Accelerometer and gyroscope digital block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Magnetometer block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Bypass mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Continuous-to-FIFO mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Bypass-to-Continuous mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 LSM9DS1 electrical connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Accelerometer and gyroscope read and write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Accelerometer and gyroscope SPI read protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Multiple byte SPI read protocol (2-byte example) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Accelerometer and gyroscope SPI write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Multiple byte SPI write protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Accelerometer and gyroscope SPI read protocol in 3-wire mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Magnetic sensor read and write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Magnetic sensor SPI read protocol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Multiple byte SPI read protocol (2-byte example) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Magnetic sensor SPI write protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Multiple byte SPI write protocol (2-byte example). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 SPI read protocol in 3-wire mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 INT_SEL and OUT_SEL configuration gyroscope block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Wait bit disabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Wait bit enabled . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 LGA (3.5x3x1 mm) 24-lead package outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 DocID025715 Rev 3 9/72 72 Pin description 1 LSM9DS1 Pin description Figure 1. Pin connections = 7239,(: ; < 7 *1' *1' &$3 9'' 9'' & 9'',2 5(6 ',5(&7,2162)7+( '(7(&7$%/( $&&(/(5$7,216 = 5(6 ; 5(6 7239,(: ',5(&7,2162)7+( '(7(&7$%/( 0$*1(7,&),(/'6 10/72 DocID025715 Rev 3 '5'