【正文】 源能滿足系統(tǒng)的功能要求，減少了外圍器件，加強了系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了開發(fā)成本和開發(fā)難度。7) ISP/IAP，在系統(tǒng)可編程/在應(yīng)用可編程，無需編程器和仿真器。2) 寬電壓：~，~(STC12LE5410AD系列)。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。R，T分別接單片機的TXD（發(fā)射端）和RXD(接收端)。Silicon Laboratories公司推出的USB接口與RS232接口轉(zhuǎn)換器CP2102／CP2103是一款高度集成的USBUART橋接器，提供一個使用最小化元件和PCB空間來實現(xiàn)RS232轉(zhuǎn)換USB的簡便解決方案。這樣單片機不能編程下載和和上位機通訊，這樣給開發(fā)帶來了麻煩。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。74HC595是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。顯示當前角度用到4位數(shù)碼管，顯示上下限報警值時要同時顯示，用到4位數(shù)碼管，時間顯示當前的分秒。主機和從機CPU的兩個移位寄存器可以看作是一個16位循環(huán)移位寄存器。需要注意的是，主機可以通過將對應(yīng)器件的/SS引腳驅(qū)動為低電平實現(xiàn)與之通信。SPI接口由MISO（）、MOSI（）、SCLK（）和/SS（）4根信號線構(gòu)成。SPI也可以在一個多主機系統(tǒng)中負責內(nèi)部處理器之間的通信。其速度比UART串行接口要快。= （21）=800mv/g，=~給MMA7260Q的12引腳（）提供高電平，即不是工作在睡眠模式。 MMA7260Q靈敏度選擇模式gSelect1gSelect2g值靈敏度00800mV/g012g600mV/g104g300mV/g116g200mV/g可按照下面規(guī)則選擇g值：；2g適合手持式運動檢測或游戲控制；4g適合與低震動監(jiān)控、運輸和處理；6g適合高震動監(jiān)控與較高的震動讀取?！『喕膿Q能物理模型靈敏度選擇( g Select) :根據(jù)g Selectg Select2兩腳輸入電平的不同，MMA7260Q具有4種靈敏度選擇模式。G CELL 的面板構(gòu)成了兩個背對背的電容，當中間面板隨著加速度移動時，兩個面板之間的距離就會改變，因此電容值也隨之改變， C =Aε/D。　MMA7260Q功能框圖 2．原理重力感測單元(G CELL)由基于半導(dǎo)體材料的微機械結(jié)構(gòu)構(gòu)造而成。主要具有以下特點: 三軸向加速度測量；測量范圍可選：、2g、4g、6g；低功耗，工作電壓：~，工作電流500；休眠模式：3；封裝：；高靈敏度：800mV/g（）；啟動時間短：1ms；低噪音：達到更高的分辨率、更高的精確度。通過LED數(shù)碼管顯示時間角度信息。重點介紹了下位機程序，包括數(shù)據(jù)采集程序和數(shù)據(jù)存儲通信程序，并對各個子程序進行了詳細介紹。第二章：傾角測量系統(tǒng)硬件設(shè)計。 本文主要工作及章節(jié)安排本文以單片機STC12C5410AD單片機為核心搭建硬件平臺，使用加速度傳感器MMA7260Q測量物體傾斜角度，并利用串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。 Acceleration Sensor。關(guān)鍵詞：STC12單片機。 系統(tǒng)采用DS1302時鐘芯片為角度采集時間標簽，有鍵盤，顯示人機接口部分，可以設(shè)置角度報警值和實時顯示當前角度數(shù)據(jù)，并可以實現(xiàn)聲光報警。學士學位論文題目：基于STC12C5410AD單片機的傾角測試系統(tǒng)設(shè)計2009年 月 日45 目 錄目 錄 i摘 要 IAbstract II第一章 緒論 1 1 本文主要工作及章節(jié)安排 1第二章 角度測量系統(tǒng)硬件設(shè)計 2 硬件功能及總體結(jié)構(gòu) 2 信號采集模塊 2 加速度傳感器MMA7260Q簡介 2 3 傾角測試模塊電路設(shè)計 5 LED顯示模塊 6 SPI簡介 6 7 8 DS1302簡介 9 微控制器模塊 10 STC12系列單片機簡介 10 單片機系統(tǒng)電路設(shè)計 11 其他電路設(shè)計 12．鍵盤電路設(shè)計 12．聲光報警電路設(shè)計 12第三章 軟件設(shè)計 14 14 角度數(shù)據(jù)采集設(shè)計 14 數(shù)字濾波及工程變換部分 15 16 DS1302軟件設(shè)計 19 22 通信部分 25 其他部分軟件設(shè)計 27 報警部分軟件設(shè)計： 27 LED顯示程序設(shè)計 28第四章 實驗測試結(jié)果及傾角測試原理 30 30 傾角測試原理及角度計算方法 30總 結(jié) 32致 謝 33參考文獻 34附錄 部分程序代碼 35摘 要本文設(shè)計并實現(xiàn)一種基于STC12單片機為主控制器的傾角數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用三軸加速度傳感器MMA7260Q進行傾角測量。軟件設(shè)計部分主要介紹了DS1302的使用、角度數(shù)據(jù)的采集、存儲及數(shù)據(jù)與上位機的通信，并給出了部分重要子程序。 加速度傳感器。 Measurement of angle 第一章 緒論在很多情況下，對起重機是有規(guī)定的，要求對其進行某種形式的傾斜監(jiān)控，如自傾斜火車，如平面激光儀，需要測量兩個相互垂直方向的傾斜度 [15] 。并進行了實際實驗。詳細介紹了以STCSTC12C5410AD為核心的硬件電路設(shè)計，包括傾角采集模塊、串行通信模塊、微處理器外圍電路。第四章：給出了實驗的方法及測試結(jié)果，對傾角測試的原理及傾角的計算做出了詳細介紹。配備有聲光報警電路，并通過鍵盤修改相應(yīng)參數(shù)，通過串口完成與上位機的通信[8,9]。1．結(jié)構(gòu)。物理模型可以構(gòu)造成一對固定的面板，中間包含一塊可移動的面板。這里A是指面板面積，ε是介電常數(shù)， D是面板間距。根據(jù)不同的產(chǎn)品應(yīng)用可以選擇不同的靈敏度，而且在應(yīng)用時可以任意改變。 傾角測試模塊電路設(shè)計MMA7260Q的供電電壓在2. 2～3. 6V之間，輸出信號在0～3V以內(nèi)， ，而且輸出的信號可直接輸入STC12的A/D通道而不必對信號電壓進行變換。MMA7260Q內(nèi)部使用開關(guān)電容作為濾波器，為降低時鐘帶來的噪聲，在輸出通道上采用簡單的RC濾波，在輸出通道上使用1kΩ的電阻和0. 1μF的電容構(gòu)成RC濾波器即可(如圖5， XOUT、YOUT、ZOUT ) 。SPI支持在同一總線上將多個從機連接到一個主機。SPI接口有兩種操作模式：主模式和從模式。2．SPI接口的數(shù)據(jù)通信過程在SPI中，傳輸總是由主機啟動的。寫入主機SPDAT寄存器的數(shù)據(jù)從MOSI引腳移出發(fā)送到從機的MOSI引腳。當數(shù)據(jù)從主機移位傳送到從機的同時，數(shù)據(jù)也以相反的方向移入。所以系統(tǒng)用8個數(shù)碼管就可以完成顯示功能。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。74595的主要優(yōu)點是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。， 單片機與74HC595連接圖 LED驅(qū)動電路該系列單片機是采用串口下載用戶程序，有在系統(tǒng)編程功能。解決這一問題就得把現(xiàn)有的單片機異步通訊接口轉(zhuǎn)換成USB接口。CP2102／CP2103包含了一個USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號的異步串行數(shù)據(jù)總線(UART)。 CP2102與USB接口 DS1302簡介DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中[12]。3) 低功耗設(shè)計：空閑模式，掉電模式（可由外部中斷喚醒）。8) 10位ADC，8通道STC12C2052AD為8位ADC，4路PWM可選，4通道捕獲/比較功能（PWM/PCA/CCU）可用來再實現(xiàn)4個定時器或四個外部中斷（支持上升沿/下降沿中斷）9) 6個16位定時器，包括T0、T1，PCA也是4個定時器。 單片機系統(tǒng)電路設(shè)計1) MMA7260Q與單片機的接口。由于只是選擇主機模式故/SS信號線不用。聲音報警用蜂鳴器來實現(xiàn)，光報警采用高亮度紅光LED來實現(xiàn)。 STC12C5410AD單片機集成有8路高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。 float ad_data。count++) { sum+=Get_data()。 q1=(m1/1023)*4335。這種記錄對數(shù)據(jù)的分析及對異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找具有重要意義若采用單片機計時，一方面占用硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，同樣耗費單片機資源。數(shù)據(jù)Flash擦除只有扇區(qū)擦除，沒有字節(jié)擦除。 角度數(shù)據(jù)分為整數(shù)和小數(shù)部分存儲，這是由于用UART傳輸方便而定的?？紤]到數(shù)據(jù)存儲空間有限，于是采取的這樣的存儲方法：采樣的角度值與上一次的角度值比較，如果相差不大的話，則舍棄本次角度值，如果相差很大，則經(jīng)進行存儲。 //地址右移八位取高地址 ISP_ADDRL = addramp。 ISP_TRIG = 0xb9。 ISP_CMD = 0x02。 ISP_DATA = dat。 EA=1。 ISP_CMD = 0x01。 EA=0。 EA=1。它要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。位5至位1指示操作單元的地址。3) DS1302的寄存器 DS1302有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式，其日歷、時間寄存器及其控制字見表2。 for(i=8。 DS1302_CLK = 0。 i0。 DS1302_CLK = 0。 DS1302_RST = 1。 DS1302_RST = 0。 DS1302_RST = 1。 DS1302_RST = 0。S2作為調(diào)節(jié)角度上下限時的加一及角度正負號的切換用。鍵盤識別程序代碼如下。 //delay_flag在定時器中4ms到置1 while(delay_flag==0)。 key_last0=0。 } else if(P00==1) key_last0=1。 while(delay_flag==0)。 key_last1=0。 } else if(P01==1) key_last1=1。 while(delay_flag==0)。 key_last2=0。 } else if(P02==1) key_last2=1。 while(delay_flag==0)。 key_last3=0。 } else if(P03==1) key_last3=1。若經(jīng)過分析認為不正常，則返回給上位機出錯信息。上位機用串口調(diào)試助手來進行數(shù)據(jù)發(fā)送，為了使數(shù)據(jù)直觀，命令碼全部使用BCD碼，由單片機傳來的數(shù)據(jù)也使用BCD碼存儲。同時加有LED燈的閃爍。程序代碼如下：//報警程序void Alarm(int temp){ int temp0。(temp0=LOWlimit)) { Stop_alarm()。 Is_LOWalarm=0。 } //超過上限時，進行上限報警 else if (temp0=LOWlimit) { Start_LOWalarm()。 stop=1。(stop==0)amp。(H_is_add==1)) { if(h_Alarm_Time==255){h_Alarm_Time=0。amp。amp。 }} LED顯示程序設(shè)計顯示采用動態(tài)掃描的方法，即輪流點亮各數(shù)碼管。+ 最高位有零消隱功能，當調(diào)節(jié)角度上下限時，可實現(xiàn)位閃爍。 spi1_status=spi1_statusamp。t15。 for(t=0。 //段鎖存信號輸出 } SPSTAT=0xC0。于是采用了測試角度差值△U的辦法。2) .傾角的計算加速度傳感器在靜止時，可用來測量傾斜角，傾斜角在~+之間變化時，~+。給MMA7260Q的12引腳（）提供高電平，即不是工作在睡眠模式。軟件部分還可以完成三軸傾角的測量；數(shù)據(jù)通訊部分，由于時間關(guān)系，上位機目前用的是串口調(diào)試助手，還可以用VB編寫上位機程序，完成數(shù)據(jù)的存儲，與下位機的通信等。我也要感謝我的父母，他們是我多年來堅持不懈完成學業(yè)的精神支柱和力量源泉。 seg_g=0。 SPDAT=spidata。 for(t=0。 //位鎖存信號輸出 } else { dig_rck=1。 dig_rck=0。 ADC_CONTR|=0x80。 //延時，等待AD電源穩(wěn)定 P1M