基于三軸加速度計SCA3000和 LPC2210的傾斜角傳感器設計

5 軟件設計

程序主要分三部分，主程序main，傾斜角計算子程序tlitcalculate和校準子程序calibrate，在對SCA3000進(jìn)行操作時(shí)，還要調用SPI讀寫(xiě)程序，在對ZLG7290進(jìn)行操作時(shí)調用I2C讀寫(xiě)子程序。

如圖9所示，在傾斜角傳感器第一次使用前必須對其進(jìn)行校準，包括測量各軸的零點(diǎn)偏移，各軸的橫軸傳感量，當PO.1置高時(shí)進(jìn)入校準狀態(tài)。在校準中，PO.9PO.10PO.11=000時(shí)，將SCA3000按z軸垂直向上放置;PO.9P0.10P0.11=001時(shí)，將SCA3000按z軸垂直向下放置;PO.9P0.10P0.11=OlO時(shí)，將SCA3000按x軸垂直向上放置;P0.9PO.10PO.11=01l時(shí)，將SCA3000按x軸垂直向下放置;P0.9PO.10P0.11=100時(shí)，將SCA3000按y軸垂直向上放置;P0.9P0.10P0.11=101時(shí)，將SCA3000按y軸垂直向下放置。綜合各個(gè)狀態(tài)時(shí)的數據完成零點(diǎn)偏移和橫軸傳感量計算。實(shí)際運用中，SCA3000安裝在平臺上時(shí)不可能保持xy軸與平臺完全平行，z軸完全垂直平臺。所以在進(jìn)行測量前必須取得平臺水平放置時(shí)SCA3000的輸出值，將其設為初始值保存于FLASH中。

在傾斜角計算中。首先讀數據進(jìn)行零點(diǎn)偏移補償和橫軸傳感補償，接著(zhù)對嚴重污染的數據丟棄，進(jìn)行數據融合，再判斷傾斜角度大小。當角度較小時(shí)，利用兩軸數據進(jìn)行計算，當角度過(guò)大時(shí)運用三軸數據進(jìn)行計算。

主程序中，采用定時(shí)器中斷和SCA3000緩存器中斷兩個(gè)中斷對SCA3000數據進(jìn)行讀寫(xiě)。保證數據的實(shí)時(shí)性。

6 結語(yǔ)

本文基于三軸加速度計SCA3000和ARM處理器芯片LPC2210設計了一種三軸傾斜角智能傳感器，它具有全方位和全擺幅的特點(diǎn)。本文對兩軸、三軸加速度計測量?jì)A斜角的原理進(jìn)行了分析，采用兩軸、三軸數據的合理運用，實(shí)現精度高、抗噪性能強的傾斜角傳感器的研究。

對傳感器數據采用零點(diǎn)偏移補償，橫軸傳感量補償，進(jìn)一步提高了數據的精度。采用SPI接口實(shí)現傳感器與微控制器間的通信，采用定時(shí)器中斷和SCA3000緩存器中斷兩個(gè)中斷喚起對傳感器數據的讀/寫(xiě)，實(shí)現對傳感器數據讀速度可控。