CRS10陀螺儀及其在角速率與轉角測量中的應用

　　1．2 CRS10使用方法

　　1．2．1 CRS1O硬件建接

　　CRSl0的SPI接口與各種微處理器SPI主控制器件接線(xiàn)如圖2所示。SPI總線(xiàn)的時(shí)鐘頻率最高可達到2．5 MHz，建議采用1 MHz。

　　1．2．2 CRSl0數據讀寫(xiě)與數據處理

　　通過(guò)SPI總線(xiàn)，可以對CRSl0進(jìn)行讀寫(xiě)操作?？梢愿鶕O計要求設置控制寄存器的值達到控制效果，也可以使用寄存器的默認設置?？刂浦噶钣?個(gè)字節狀態(tài)位，4個(gè)字節的數據位和1個(gè)字節的校驗位共6個(gè)字節組成。向CRSl0寫(xiě)控制指令時(shí)，只要將指令串通過(guò)SPI總線(xiàn)發(fā)送給CRSl0即可。

　　讀取CRSl0輸出的數據時(shí)，從總線(xiàn)上讀取到的是6個(gè)字節的數據，依次是：1個(gè)字節的狀態(tài)位，2個(gè)字節的角速率數據位，2個(gè)字節的溫度數據位和1個(gè)字節的校驗位。

　　角速率值(RATE_OUT)和溫度值(TEMP_OUT)輸出的數據格式均為16位二進(jìn)制的補碼，可以使用式(1)進(jìn)行解算：

　　式中，DATA_VALUE為寄存器的輸出數據，VALUE為轉換后實(shí)際的測量量的值，Scale為寄存器值最小值代表的最小單位，n為對應寄存器的數據位數。

　　在這里有一個(gè)小技巧，由于數據是16位二進(jìn)制補碼類(lèi)型，可以使用數據類(lèi)型為整型(int)存儲數據，這樣亦可以省略其中的數據處理過(guò)程。

　　2 角速率和轉角測量系統設計

　　這里給出了基于LMS8962與CRSl0的傾角測量系統的原理與設計。

　　2．1 轉角測量原理

　　CRSl0是測量其所在PCB平面的角速率。根據運動(dòng)學(xué)原理，角度等于角速率在時(shí)間上的積分，因此，可以得到轉角與角速率的關(guān)系：

　　式中，θ是當前角度，θo是運動(dòng)初始時(shí)的初始轉角，ω為角速率，to為初始時(shí)刻，t為當前時(shí)刻。

　　在數字系統中，采用其離散型方程：

　　式中，θ、θo、ω的含義與式(2)相同，△t表示采樣數據的時(shí)間間隔。

　　根據上述原理，利用CRSl0設計測量轉角系統。只要保證采樣頻率夠快，轉角平臺穩定，噪聲較小即可。