基于MAD2020E加速度的0°～360°傾角傳感器設計

PIC16F873的RC3和RC2端設置選擇和校準零點(diǎn)按鍵，當PIC16F873讀入時(shí)，通過(guò)按鍵的循環(huán)選擇進(jìn)行0 g的校準和靈敏度的校準。
MAD2020E型加速度計傳感器輸出是2個(gè)PWM(占空比)：T1/(T1+T2)，則加速度輸出為：

PIC16F873中有3個(gè)定時(shí)器，利用time1可計算PWM高低脈沖寬度的時(shí)間。
由MEMIC加速度計輸入與輸出的關(guān)系，信號的輸出表達關(guān)系式：
AOUT(α)=AOUT(0)+SENSITIVITY×SIN(α) (5)
O°～360°傾角實(shí)現方法是先把MEMIC加速度計垂直放置，然后在調整可得AOUT(0)，后利用ARCTAN函數：

該方法無(wú)需溫度補償。0 g校準是通過(guò)預先設定一個(gè)偏置角度(AngleOffset)來(lái)實(shí)現，然后每次把偏置角度與AOUTX相加，就可完成0 g校準。
而系統軟件主程序流程如圖5所示。

3．2 實(shí)驗結果
按上述傾角測量原理及電路設計，在實(shí)際轉角測試平臺上進(jìn)行數據測量，測量角度誤差如圖6所示，測量誤差結果的不大于±0．1°，實(shí)驗證明測量傾角的方法具有良好的精度，從而實(shí)現了無(wú)溫度補償的雙軸0°～360°傾角的測量。

4 結論
采用PIC16F873單片機的加速度傾角傳感器設計，巧妙利用熱電耦式MEMSIC加速度計MAD2020E傳感器的靈敏度具有可重復的溫度特性，兩個(gè)軸的輸出都是相同的變化幅度，反正切的運算剔除了靈敏度的誤差，同時(shí)0 g的偏差利用預先設定好的角度偏置來(lái)實(shí)現，從而避免零點(diǎn)漂移造成的角度測量誤差，實(shí)現了無(wú)溫度補償的雙軸加速度0°～360°傾角高精度、智能化的測量。