基于傾角傳感器的電子水平儀

1、基于傾角傳感器的電子水平儀主要內(nèi)容v背景vSCA100T-D02簡介v電子水平儀的硬件設(shè)計v電子水平儀的軟件設(shè)計v系統(tǒng)調(diào)試和顯示v結(jié)論背 景v本論文通過以數(shù)字式雙軸傾角傳感器為核心部件設(shè)計一個電子水平儀。通過程序定期采集X、Y軸的傾角數(shù)據(jù)，計算出儀器在任意擺放方向時，沿X軸、Y軸 方向的傾斜角度，以及 平面的傾斜角度，實現(xiàn) 平面傾斜角度的實時顯 示和串口輸出。 SCA100T-D02簡介vSCA100T系列傳感器是VTI公司于2005年推出的一個新的產(chǎn)品系列類型，該系列傳感器為雙軸加速度計傳 感器， 體積小、 質(zhì)量輕（僅1.2克） 電子水平儀的硬件設(shè)計v硬件總體設(shè)計框架圖 vSCA100T-D

2、02與ATmega16連接電路設(shè)計 ATmega16 傾角測量電路主要是由ATmega16單片機控制SCA100T-D02傳感器采集被測平面的傾斜信號，通過SPI串口傳送ATmega16單片機中，然后通過運算，將其轉(zhuǎn)換為X,Y軸的傾斜角度，并放入存儲區(qū)中暫存起來，最后送往顯示模塊進行顯示。 vATmega16與MAX232串口接口電路設(shè)計 作用:通過MAX232，使得ATmega16與 PC進行串口通信，在PC機上實時顯示XY軸的傾角值。 vATmega16與LCD1602的接口電路設(shè)計作用：主要負(fù)責(zé)對轉(zhuǎn)換計算后的結(jié)果進行顯示，以便用戶能讀取到電子水平儀測量出來的結(jié)果。 ATmega16電子水

3、平儀的軟件設(shè)計v軟件總體設(shè)計流程圖 v液晶顯示器LCD1602初始化 v傾角傳感器SCA100T-D02初始化 v數(shù)據(jù)輸出與傾角轉(zhuǎn)換設(shè)計下面的公式可以將數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)換為角度 vDout為數(shù)字量輸出，單位為LSB；vDout0為數(shù)字偏移值，也即是0對應(yīng)的數(shù)字輸出量，此處為1024；v為傾角值；vSens為器件的靈敏度，SCA100T-D01為1638，SCA100T-D02為819。 gLSBLSBLSBSDDensOUTout0arcsin系統(tǒng)調(diào)試和顯示v系統(tǒng)調(diào)試整個系統(tǒng)的的硬件焊接和系統(tǒng)調(diào)試過程如下： 1、焊接ATmega16小系統(tǒng)電路，并完成燒錄程序的電路接口，燒錄ATmega16自檢程序

4、，檢測單片機是否焊接正確，能夠正常工作。2、焊接其余芯片以及電容等器件（不包括傾角傳感器SCA100T-D02），完成焊接后，最后焊接傾角傳感器SCA100T-D02。 3、SCA100T-D02的焊接是十分關(guān)鍵的，首先要焊接SCA100T-D02的自檢端點（因為它對電路沒有影響），然后在焊接其它端點，時間要快，溫度不要超過250，否則容易出現(xiàn)燒SCA100T-D02的危險。4、燒錄ATmega16的軟件程序，簡單的測試輸出端口的數(shù)據(jù)，檢查SCA100T-D02是否可以工作。工作正常就可完成整體電路的硬件焊接和檢測。 vLCD1602液晶顯示器顯示設(shè)計因為LCD1602可以顯示2行，每行16個字符，因而可以將傾角傳感器的X，Y軸的角度分別顯示在LCD1602的第一，第二行。通過編寫程序，設(shè)定數(shù)組，可以實現(xiàn)電子水平儀角度的實時顯示。下圖為 LCD1602液晶顯示的實物圖 。 結(jié) 論v本文通過采用SCA100T雙軸傾角傳感器,設(shè)計了一款測量精度為0.0025 ，測量范圍為90的電子水平儀。 較一般的雙軸電子水平儀來