基于单片机的倾角测量系统设计[组图]
1.引言
[电子经理人]消息,海洋环境监测仪器是测量海洋水文要素的重要手段,其在水下的姿态直接影响
到测量参数的精度。通过对仪器姿态的精确测量,可在一定倾角范围内对流速、流向等水文测量要素进行
倾斜补偿。本文主要通过倾角传感器的选型、A/D 转换及其测量控制电路的设计、与上位机的通讯等几部
分,详细介绍了一种倾角测量系统的设计方案。已成功地在国家“十五”863 计划“水下流浪潮综合测量技术”
课题中得到应用。
2.倾角测量系统的硬件设计
图 1 是系统硬件组成的框图。如图所示,整个系统由 SCA100T 倾角传感器、一阶低通滤波器、ADS1211AD
转换器、单片机、上位机等几部分组成。下面简单对硬件的各个组成部分进行介绍:
图 1 硬件设计框图
2.1 单片机的选择
单片微型计算机简称单片机。它是把组成计算机的各种功能部件:中央处理器 CPU、RAM、ROM、I/O
接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等部件制作在一块集成芯片中,构成一个完整的微型计算机 。
单片机是整个系统的核心,在本文的应用中主要用于数据采集和传输,选用的是 ATMEL 公司的 AT89S52。
2.2 AD 转换器
ADS1211 是高精度、宽动态特性的 Δ-Σ 型模拟/数字转换器。它的差动输入端可以直接与传感器或
微小的电压信号相连。其内部的 Δ-Σ 结构可确保它的宽动态特性和 24 位的分辨率。由于采用了低噪声的
输入放大器,可以在转换速度为 10Hz 时获得 20 位的有效精度;借助于其内部独特的调制器加速操作模式,
在转换速度为 1kHz 时仍可达到 16 位的有效精度。
基金项目:国家高技术研究发展(863)计划?资源环境技术领域海洋监测技术主题:水下流浪潮综合
测量技术(课题号:2002AA632060)
ADS1211 有主动和从动两种工作方式,在本应用中 ADS1211 与单片机的连接采用四线
制从动方式(如图 2),即 ADS1211 的 SDOUT、SDIO、SCLK、DRDY 分别与单片机的 P1.4、P1.5、 P1.6、
P1.7 口连接。采样数据通过 SDOUT 传输到单片机,单片机通过查询 DRDY 接收数据。单片机通过 SDIO 向
ADS1211 发送命令。SCLK 引脚上的串行通波特率由软件编程实现。