基于C8051F340單片機的雙軸傾角儀設(shè)計

【摘要】本設(shè)計使用新華龍公司的增強型51單片機C8051F340，配合SCA103T實現(xiàn)雙軸傾角檢測。本文介紹了該設(shè)計的硬件電路連接以及編程指導(dǎo)。

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

1.引言

精密角度測量是幾何量測量的一個重要項目，也是計量科學(xué)中發(fā)展較為完備的一個分支。目前，很多重要的測控儀器，如陀螺轉(zhuǎn)臺、慣導(dǎo)平臺、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)控機床、機器人等系統(tǒng)中一般都需要角度傳感器，用于測量被測物體相對于某基準(zhǔn)方位的絕對轉(zhuǎn)角或相對于自身在不同時刻的相對轉(zhuǎn)角。

2.硬件部分

2.1 系統(tǒng)簡介與硬件框圖

C8051F340單片機采用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單片機兼容，但是70%的指令比傳統(tǒng)51單片機快約12倍。其外設(shè)包括SMBUS，增強SPI總線以及10位的ADC，40個數(shù)字IO等。值得一提的是，新華龍單片機獨有的引腳交叉開關(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，它提供了水平測量儀表級別的性能。它可以提供Ug級別的分辨率，并可長期保持穩(wěn)定性。其內(nèi)部增加了溫度補償傳感器，僅需一個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完成兩個方向的傾角測量。同時加入了高精度溫度傳感器芯片DS1624用于溫度補償。整個系統(tǒng)采用485總線與外界通信。

4.結(jié)束語

實踐證明，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)測量等領(lǐng)域。

參考文獻

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