数字式倾角测量仪论文

编号： 智能控制技能训练课程报告 题 目： 数字式倾角测量仪 院 （系）： 电子信息工程系 专 业： 电子信息工程技术 学生姓名： 姚 凯 学 号： 1212220207 指导教师单位： 电子信息工程系 指导教师： 周光祥 职 称： 讲师

题目类型： 理论研究 实验研究 √ 工程设计 工程技术研究 软件开发 2014 年 6 月 1 日 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 1 页 共4页 摘 要 本设计是一种基于单片机控制双轴陀螺仪测量角度的系统，其研究意义涵盖了工业、生活、勘探以及人类关注的探月工程。设计旨在设计出一款可以自主按照人类预设的轨迹飞行的飞行器倾斜时倾斜角度的感应方便人的控制。从设计的功能要求出发，设计包括测量硬件设计和控制系统的软硬件设计。控制系统以STC89C52单片机为控制核心, 用单片机采集SCA100T-D02传感器的数据，通过LCD1602液晶显示采集到的数据。由于SCA100T-D02传感器是数字式传感器输出的是数字量信号，因此我们不需要外加 A/D采集路，直接读取传感器内部的数据即可。在通过RS-232电路，电脑可以时时显示采集到的数据，就可以半断出物体倾斜的角度。使用非常广泛。

关键词 ：双轴陀螺仪 ；STC89C52单片机；LCD1602液晶；CA100T-D02传感器 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 2 页 共4页 Abstract The design is a microcomputer control system based on dual axis angle measurement, the significance of the research covers industrial, life, explorationand human concern of lunar exploration project. The design is to design a can independently according to control induction convenient people trajectory ofhuman preset aircraft tilt angle of inclination. From the design req. From the design requirement, the design includes the hardware and software design of control system hardware design and measurement. The control system with STC89C52 single chip as the control core, SCA100T-D02 sensor to collect datathrough the MCU, LCD1602 liquid crystal display the data collected. TheSCA100T-D02 sensor is a digital sensor output is digital signal, so we don't need plus A/D acquisition circuit, sensor data can be read directly inside the. Through the RS-232 circuit, computer can always display the collected data, can be halfthe body tilt angle.

Keywords: Biaxial gyroscope; STC89C52 microcontroller; LCD1602 crystal;CA100T-D02 sensor 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 3 页 共4页 目 录

1 绪论 ........................................ 错误!未定义书签。 1.2 课题研究的目的和意义 .................................. 错误!未定义书签。 1.3 本设计的内容及意义 .................................... 错误!未定义书签。 1.3.1 设计内容 ............................................ 错误!未定义书签。 1.3.2 本设计的意义 ........................................ 错误!未定义书签。

2 数字式倾角测量仪系统 ........................ 错误!未定义书签。 2.1 系统设计任务与设计要求 ................................ 错误!未定义书签。 2.1.1 系统设计任务 ........................................ 错误!未定义书签。 2.1.2 系统设计要求 ........................................ 错误!未定义书签。 2.2 系统方案论证 .......................................... 错误!未定义书签。 2.2.1 控制器方案论 ........................................ 错误!未定义书签。 2.3 系统总体方案 .......................................... 错误!未定义书签。

3 数字式倾角测量仪硬件部分 .................... 错误!未定义书签。 3.1 系统硬件电路介绍 ...................................... 错误!未定义书签。 3.2 单片机最小系统 ........................................ 错误!未定义书签。 3.2.1 STC89C52的介绍 ..................................... 错误!未定义书签。 3.2.2 晶振电路 ............................................ 错误!未定义书签。 3.2.3 复位电路 ............................................ 错误!未定义书签。 3.3 测量单元介绍 .......................................... 错误!未定义书签。 3.3.1 采集电路电路 ........................................ 错误!未定义书签。 3.3.2 SCA100T-D02引脚结构 ................................ 错误!未定义书签。

4 数字式倾角测量仪软件部分 .................... 错误!未定义书签。 4.1 软件调试平台 .......................................... 错误!未定义书签。 4.2 程序流程图 ............................................ 错误!未定义书签。

5 系统测试 .................................... 错误!未定义书签。 5.1 硬件的测试 ............................................ 错误!未定义书签。 5.2 系统的软件调试 ........................................ 错误!未定义书签。

6 结论 ......................................... 错误!未定义书签。

致 谢 ......................................... 错误!未定义书签。 参考文献 ....................................... 错误!未定义书签。 附录1 ......................................... 错误!未定义书签。 附录2 ......................................... 错误!未定义书签。 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 31 页

1 绪论 1.1 课题背景 目前 ，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，对事物的角度的测量的运用与也来越大。陀螺仪又称角速度计可以用来检测旋转的角速度和角度。正如我们所熟知，传统的机械式陀螺、精密光纤陀螺和激光陀螺等已经在航空、航天或其它军事领域得到了广泛地应用。然而，这些陀螺仪由于成本太高和体积太大而不适合应用于消费电子中。微机械陀螺仪由于内部无需集成旋转部件，而是通过一个由硅制成的振动的微机械部件来检测角速度，因此微机械陀螺仪非常容易小型化和批量生产，具有成本低和体积小等特点。近年来，微机械陀螺仪在很多应用中受到密切地关注，例如，陀螺仪配合微机械加速度传感器用于惯性导航、在数码相机中用于稳定图像、用于电脑的无线惯性鼠标等等[1]。 微机械工艺的发展和成熟，使得微机械陀螺仪在消费电子中的广泛应用成为可能，并且已有相应的产品面世，如罗技的空中鼠标。这些都使业界相信微机械陀螺仪很快就会成为继微机械加速计之后用于动作感测的另一重要元件。鉴于此，意法半导体公司基于其先进的Thelma工艺先后开发并量产了超小型单轴偏航陀螺仪LISY300AL和LY530AL。LY530AL具有两种接口：模拟和数字接口，提高了设计的灵活性，简化了设计难度，可测角速率达到±300度/秒。本文以LY530AL为例讨论意法半导体微机械陀螺仪的工作原理及其应用。 微机电系统(MEMS)技术的飞速发展已经允许制造商在微型芯片上制造出完整的陀螺装置。不仅如此，随着时间的推移，MEMS陀螺仪价格正变得越来越便宜，体积也越来越小。技术的发展和价格的降低使得集成式MEMS 陀螺仪能很好地工作于许多实际应用场合。虽然传统的陀螺仪主要用于测量角位移，但目前的MEMS陀螺仪可以用来测量以度/秒为单位的角速度。如图1所示的传统陀螺仪的工作原理是角惯性属性。当一个旋转物体，如旋转陀螺，在它的旋转轴方向变化方面出现很强的惯性时，这种属性可以很容易观察到。这种现象跟我们能骑自行车的道理是一样的。这种旋转将使圆盘产生巨大的惯性。当装置旋转时，中间的圆盘会停留在相同的角位置。此时可以很容易测出圆环和固定旋转圆盘之间夹角的变化。陀螺仪的旋转部分也能有效地用于保持角取向不变，因此陀螺仪在罗盘中得到了很好地应用。