MMA7361L的高精度角度檢測平臺設計

摘要：傾角是許多控制系統中需要測量的一個(gè)重要參數。針對傾角測量，設計了一種基于A(yíng)RM微控制器和加速度傳感器的角度測量平臺。該平臺采用基于A(yíng)RM Cortex-M3內核的STM32F103VE為數據處理的核心，利用高精度加速度傳感器MMA7361L為測角傳感器，同時(shí)配置液晶屏和小型鍵盤(pán)實(shí)現了人機交互。該平臺具有測量精度高、靈敏度高、價(jià)格低的特點(diǎn)，應用前景廣闊。
關(guān)鍵詞：STM32F103VE；三軸加速度傳感器；MMA7361L；角度測量平臺

引言
在很多控制系統中，角度值是一個(gè)十分重要的物理參數。例如起重機和升降機上都要有角度測控機構來(lái)控制起降高度；飛行器自動(dòng)駕駛系統中都有大量的角度傳感器，實(shí)時(shí)檢測飛機偏轉角度，以便對飛行姿態(tài)進(jìn)行調整。目前已有利用加速度傳感器實(shí)現高精度角度測量的設計研究，但主要側重于單軸的測量，同時(shí)進(jìn)行三軸測量的研究設計鮮有報道。本文將重點(diǎn)討論采用三軸加速度傳感器MMA7361L實(shí)現高精度角度檢測的軟硬件方法。

1 角度檢測儀硬件平臺設計
采用了高精度三軸加速度傳感器MMA7361L作為角度檢測模塊，數據處理采用最新的帶A／D轉換功能的STM32F103VE芯片，采用I2C接口的AT24C02A芯片進(jìn)行周期性數據存儲，采用1602液晶模塊對角度值進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，為了擴展系統功能，采用4×4鍵盤(pán)對系統模式進(jìn)行設置。同時(shí)采用聲光報警電路，當角度超過(guò)設定上限時(shí)，進(jìn)行聲光報警提示。角度檢測儀硬件平臺結構框圖如圖1所示。

1．1 STM32F103VE控制器
本系統采用新一代低功耗高速工業(yè)級芯片STM32F103VE作為控制器核心，芯片采用更優(yōu)化的32位ARM Cortex-M3內核，時(shí)鐘頻率達到72 MHz。該芯片系統資源和外圍接口豐富，內部集成專(zhuān)用時(shí)鐘、復位以及電源管理模塊，支持多種工作模式，內含2個(gè)12位高速ADC、80個(gè)快速I(mǎi)／O口、7個(gè)定時(shí)器和多達9個(gè)通信接口。