基于三軸加速度計SCA3000和LPC2210的傾斜角傳感器設(shè)計

5 軟件設(shè)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(zhǔn)子程序calibrate，在對SCA3000進(jìn)行操作時，還要調(diào)用SPI讀寫程序，在對ZLG7290進(jìn)行操作時調(diào)用I2C讀寫子程序。

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(zhǔn)，包括測量各軸的零點偏移，各軸的橫軸傳感量，當(dāng)PO.1置高時進(jìn)入校準(zhǔn)狀態(tài)。在校準(zhǔn)中，PO.9PO.10PO.11=000時，將SCA3000按z軸垂直向上放置;PO.9P0.10P0.11=001時，將SCA3000按z軸垂直向下放置;PO.9P0.10P0.11=OlO時，將SCA3000按x軸垂直向上放置;P0.9PO.10PO.11=01l時，將SCA3000按x軸垂直向下放置;P0.9PO.10P0.11=100時，將SCA3000按y軸垂直向上放置;P0.9P0.10P0.11=101時，將SCA3000按y軸垂直向下放置。綜合各個狀態(tài)時的數(shù)據(jù)完成零點偏移和橫軸傳感量計算。實際運用中，SCA3000安裝在平臺上時不可能保持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SCA3000的輸出值，將其設(shè)為初始值保存于FLASH中。

在傾斜角計算中。首先讀數(shù)據(jù)進(jìn)行零點偏移補償和橫軸傳感補償，接著對嚴(yán)重污染的數(shù)據(jù)丟棄，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，再判斷傾斜角度大小。當(dāng)角度較小時，利用兩軸數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，當(dāng)角度過大時運用三軸數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。

主程序中，采用定時器中斷和SCA3000緩存器中斷兩個中斷對SCA3000數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫。保證數(shù)據(jù)的實時性。

6 結(jié)語

本文基于三軸加速度計SCA3000和ARM處理器芯片LPC2210設(shè)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。本文對兩軸、三軸加速度計測量傾斜角的原理進(jìn)行了分析，采用兩軸、三軸數(shù)據(jù)的合理運用，實現(xiàn)精度高、抗噪性能強(qiáng)的傾斜角傳感器的研究。

對傳感器數(shù)據(jù)采用零點偏移補償，橫軸傳感量補償，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)的精度。采用SPI接口實現(xiàn)傳感器與微控制器間的通信，采用定時器中斷和SCA3000緩存器中斷兩個中斷喚起對傳感器數(shù)據(jù)的讀/寫，實現(xiàn)對傳感器數(shù)據(jù)讀速度可控。