【摘要】本設(shè)計(jì)使用新華龍公司的增強(qiáng)型51單片機(jī)C8051F340，配合SCA103T實(shí)現(xiàn)雙軸傾角檢測(cè)。本文介紹了該設(shè)計(jì)的硬件電路連接以及編程指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】C8051F340；傾角測(cè)量；SCA103T；ADS1100

1.引言

精密角度測(cè)量是幾何量測(cè)量的一個(gè)重要項(xiàng)目，也是計(jì)量科學(xué)中發(fā)展較為完備的一個(gè)分支。目前，很多重要的測(cè)控儀器，如陀螺轉(zhuǎn)臺(tái)、慣導(dǎo)平臺(tái)、經(jīng)緯儀、星體跟蹤器、雷達(dá)、導(dǎo)彈發(fā)射架、空間望遠(yuǎn)鏡、高精度數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等系統(tǒng)中一般都需要角度傳感器，用于測(cè)量被測(cè)物體相對(duì)于某基準(zhǔn)方位的絕對(duì)轉(zhuǎn)角或相對(duì)于自身在不同時(shí)刻的相對(duì)轉(zhuǎn)角。

2.硬件部分

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介與硬件框圖

C8051F340單片機(jī)采用Silicon Lab的專利CIP-51控制器內(nèi)核，采用流水線結(jié)構(gòu)，其與51單片機(jī)兼容，但是70%的指令比傳統(tǒng)51單片機(jī)快約12倍。其外設(shè)包括SMBUS，增強(qiáng)SPI總線以及10位的ADC，40個(gè)數(shù)字IO等。值得一提的是，新華龍單片機(jī)獨(dú)有的引腳交叉開關(guān)提供了引腳可配置的功能，這使得設(shè)計(jì)更加靈活。

SCA103T是基于3D MEMS的高精度單軸傾角傳感器，它提供了水平測(cè)量?jī)x表級(jí)別的性能。它可以提供Ug級(jí)別的分辨率，并可長(zhǎng)期保持穩(wěn)定性。其內(nèi)部增加了溫度補(bǔ)償傳感器，僅需一個(gè)5V直流電壓就可工作，輸出方式提供了模擬和數(shù)字輸出。ADS1100是精密的連續(xù)自校準(zhǔn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它提供差分輸入和高達(dá)16位的分辨率，使用IIC接口與處理器通信。

本系統(tǒng)使用兩片SCA103T和兩片ADS1100完成兩個(gè)方向的傾角測(cè)量。同時(shí)加入了高精度溫度傳感器芯片DS1624用于溫度補(bǔ)償。整個(gè)系統(tǒng)采用485總線與外界通信。

4.結(jié)束語

實(shí)踐證明，該系統(tǒng)響應(yīng)迅速、精度高且穩(wěn)定可靠，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)量等領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]叢培田，孟海星，韓輝，羅旋.基于C8051F005單片機(jī)和MEMS加速度傳感器ADXL311的傾角儀[J].儀表技術(shù)與傳感器，2010（1）：36-41.

[2]朱超甫，陳工，包朝亮.用力傳感器測(cè)量?jī)A角的方法研究[J].傳感器世界，2003（7）：11-16.

[3]劉凱，陳志東，鄒德福等.MEMS傳感器和智能儀器的發(fā)展[J].儀表技術(shù)與傳感器，2007（9）：9-11.

作者簡(jiǎn)介：王敬輝（1979—），男，河北新樂人，天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院講師，研究方向：工業(yè)控制及自動(dòng)化。