基于C8051F340單片機的雙軸傾角儀設計

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

【關鍵詞】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，也是計量科學中發展較為完備的一個分支。目前，很多重要的測控儀器，如陀螺轉臺、慣導平臺、經緯儀、星體跟蹤器、雷達、導彈發射架、空間望遠鏡、高精度數控機床、機器人等系統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方位的絕對轉角或相對于自身在不同時刻的相對轉角。

2.硬件部分

2.1 系統簡介與硬件框圖

C8051F340單片機采用Silicon Lab的專利CIP-51控制器內核，采用流水線結構，其與51單片機兼容，但是70%的指令比傳統51單片機快約12倍。其外設包括SMBUS，增強SPI總線以及10位的ADC，40個數字IO等。值得一提的是，新華龍單片機獨有的引腳交叉開關提供了引腳可配置的功能，這使得設計更加靈活。

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，并可長期保持穩定性。其內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字輸出。ADS1100是精密的連續自校準模數轉換器，它提供差分輸入和高達16位的分辨率，使用IIC接口與處理器通信。

本系統使用兩片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。整個系統采用485總線與外界通信。

4.結束語

實踐證明，該系統響應迅速、精度高且穩定可靠，可廣泛應用于工業測量等領域。

參考文獻

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作者簡介：王敬輝（1979—），男，河北新樂人，天津現代職業技術學院機電工程學院講師，研究方向：工業控制及自動化。