基于C8051F340单片机的双轴倾角仪设计

【摘要】本设计使用新华龙公司的增强型51单片机C8051F340，配合SCA103T实现双轴倾角检测。本文介绍了该设计的硬件电路连接以及编程指导。

【关键词】C8051F340；傾角测量；SCA103T；ADS1100

1.引言

精密角度测量是几何量测量的一个重要项目，也是计量科学中发展较为完备的一个分支。目前，很多重要的测控仪器，如陀螺转台、惯导平台、经纬仪、星体跟踪器、雷达、导弹发射架、空间望远镜、高精度数控机床、机器人等系统中一般都需要角度传感器，用于测量被测物体相对于某基准方位的绝对转角或相对于自身在不同时刻的相对转角。

2.硬件部分

2.1 系统简介与硬件框图

C8051F340单片机采用Silicon Lab的专利CIP-51控制器内核，采用流水线结构，其与51单片机兼容，但是70%的指令比传统51单片机快约12倍。其外设包括SMBUS，增强SPI总线以及10位的ADC，40个数字IO等。值得一提的是，新华龙单片机独有的引脚交叉开关提供了引脚可配置的功能，这使得设计更加灵活。

SCA103T是基于3D MEMS的高精度单轴倾角传感器，它提供了水平测量仪表级别的性能。它可以提供Ug级别的分辨率，并可长期保持稳定性。其内部增加了温度补偿传感器，仅需一个5V直流电压就可工作，输出方式提供了模拟和数字输出。ADS1100是精密的连续自校准模数转换器，它提供差分输入和高达16位的分辨率，使用IIC接口与处理器通信。

本系统使用两片SCA103T和两片ADS1100完成两个方向的倾角测量。同时加入了高精度温度传感器芯片DS1624用于温度补偿。整个系统采用485总线与外界通信。

4.结束语

实践证明，该系统响应迅速、精度高且稳定可靠，可广泛应用于工业测量等领域。

参考文献

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[2]朱超甫，陈工，包朝亮.用力传感器测量倾角的方法研究[J].传感器世界，2003（7）：11-16.

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作者简介：王敬辉（1979—），男，河北新乐人，天津现代职业技术学院机电工程学院讲师，研究方向：工业控制及自动化。