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选用加速度传感器的视点测量仪体系硬件电路设计

在现代控制系统中,角度测量装置是非常关键的需要高精度的部件,其测量精度直接影响着整个系统的性能和精度。目前已有的利用的加速度传感器实现高精度角度测量的研究,主要侧重于单轴的角度测量。本文将重点讨论利用

  在现代控制体系中,视点丈量设备是十分要害的需求高精度的部件,其丈量精度直接影响着整个体系的功用和精度。现在已有的运用的加快度传感器完结高精度视点丈量的研讨,首要侧重于单轴的视点丈量。本文将要点评论运用双轴加快传感器ADXL202完结高精度视点丈量的硬件办法。

  本视点丈量仪选用STM32F107作为数据处理的中心芯片。这是一款低功耗、高速度的32位处理器,具有Cortex-M3内核。视点丈量模块运用的是高精度、低功耗双轴加快度传感ADXL202,能将加快度信号转化成数字方波信号输出,可直接与STM32F107衔接,经过必定的算法即可计算出当时的歪斜视点。显现模块运用的是12864ZW型128×64的点阵液晶显现器。

  视点丈量模块

  视点丈量模块运用的是ADI公司出品的低成本、低功耗、高精度的双轴加快度传感器 ADXL202,其丈量规模为-2g~+2g,既能丈量动态加快度,又能丈量静态加快度。它的作业电压是3.0~5.25 V,作业电流低于0.6 mA,最高主频可到达70 MHz,所以从功耗、灵敏度和精确度考虑,挑选ADXL202作为视点丈量模块的中心芯片。

  

  图 ADXL202的功用结构框图

  视点丈量模块硬件电路规划

  为确保ADXL202高精度安稳的作业,需求依据芯片技能文档和实践运用情况,来装备信号周期、滤波电容(决议信号的带宽)。ADXL202的输出信号是脉宽占空比调制信号,占空比T1/T2与被测加快度成正比。0g时,其输出为50%占空比,灵敏度为每g所引起的脉宽占空比改变12.5%。查阅芯片的技能文档,能够经过电阻RSET来设定DCM的周期:ADXL202 经过XFILT、YFILT外接电容CX、CY来设定ADXL202的带宽,这个带宽决议了它的丈量精度,一起电容CX、CY能够去混叠和滤波。为了使脉宽占空比的差错最小,模仿带宽应比脉宽占空比的频率低1/10。对技能文档供给的表2进行剖析,并考虑设定T2为1 ms,脉冲占空比频率为1 kHz,为满意实践需求和DCM差错最小的要求,挑选0.05μF的滤波%&&&&&%,此刻模仿带宽为100 Hz。依据芯片的引脚装备图和以上的各类装备,能够规划视点检测模块的硬件电路,其电路原理如图4所示,其脉冲输出端直接与STM32F107的I/O口相连。

  

  视点收集原理图

  由图可知,ADXL202是根据单片%&&&&&%的完善的双轴加快度丈量体系,对X、Y轴而言,输出环路将加快度信号转化为脉宽占空比的数字信号输出,这些数字信号可直接传输给STM32F107,无需A/D转化或其他附加的其他电路。

  本文论说了一种根据ADXL202的高精度视点丈量仪的研讨和规划办法,对ADXL202的视点丈量原理和STM32F107的输入捕获功用进行了具体的介绍。经试验测验,该丈量仪能高精度地完结视点丈量,并且可靠性好,对视点丈量的研讨和规划有着活跃的含义。

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