【正文】 3 軟件設(shè)計軟件采用Keil uVision3作為下位機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)平臺。 接收按鍵信號的時候，會出現(xiàn)前沿和后沿抖動， 采用用軟件延時的辦法消除抖動[13]。、分別與加速度傳感器MMA7260Q三軸向模擬信號輸出XOUT、YOUT、ZOUT連接，實現(xiàn)加速度信號的采集；。11) 通用I/O口，可以設(shè)置為4種工作模式，有準(zhǔn)雙向口/弱上拉，僅為輸入/高阻，開漏，推挽/強(qiáng)上拉。5) 12K/10K/8K/6K/4K/2K字節(jié)片內(nèi)的程序Flash存儲器，可以擦寫10萬次以上 6) 512字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 ，內(nèi)部集成了2K字節(jié)的數(shù)據(jù)Flash存儲器（EEPROM）。該單片機(jī)有以下性能：1) 高速：1個時鐘周期/機(jī)器時間，增強(qiáng)8051內(nèi)核，速度比普通51單片快8~12倍?！?。，該芯片可以從USB接口處獲取電源。設(shè)計現(xiàn)在CP2102來實現(xiàn)RS232~USB之間的轉(zhuǎn)換。RS232接口與USB接口雖然都屬于串行接口，但它們的數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議、信號電平以及機(jī)械連接方式則不同。系統(tǒng)首先由SPI分別向兩片74HC595先發(fā)送段碼再發(fā)送位碼，兩片74HC595實現(xiàn)數(shù)碼管段碼和位碼的控制，顯示方式采用動態(tài)掃描方式。/G(13腳): 高電平時禁止輸出（高阻態(tài)）。系統(tǒng)選74HC595有8位串行輸入/輸出或者并行輸出功能的芯片。系統(tǒng)當(dāng)前角度，角度下限值和時間都采用LED數(shù)碼管來顯示。傳輸完一個字節(jié)后，SPI 時鐘發(fā)生器停止，傳輸完成標(biāo)志（SPIF）置位并產(chǎn)生一個中斷（如果SPI中斷使能）。在數(shù)據(jù)寫入SPDAT之后的半個到一個SPI位時間后，數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在MOSI引腳。此外，SPI接口還具有傳輸完成標(biāo)志和寫沖突標(biāo)志保護(hù)功能。STC12C5410AD單片機(jī)集成了SPI接口，它是一個全雙工高速同步通信接口，既可以和其他微處理器通信，也可以與具有SPI兼容接口的器件，如存儲器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、LED或LCD驅(qū)動器等進(jìn)行同步通信。 LED顯示模塊 SPI簡介1．SPI簡介串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface，簡稱SPI）實際上是一種串行總線接口標(biāo)準(zhǔn)，SPI方式可允許同時同步接收和傳送8位數(shù)據(jù)，是一種全雙工串行總線。計算公式如公式21所示。當(dāng)提供其高電平時，傳感器就會保持正常的運行模式。ASIC再進(jìn)行信號調(diào)理和信號濾波(使用開關(guān)電容) ，最后輸出正比于加速度的電壓。中間板移動時，它到一邊(固定的面板)的距離增加，而到另一邊的距離相應(yīng)地減少，這種距離的變化可用來表征加速度。重力檢測單元將檢測到的加速度變化量信號送到C V轉(zhuǎn)換電路，而后進(jìn)行取樣、保持及信號放大處理，最后用低通濾波器濾除高頻噪音，在溫度補(bǔ)償處理后即可輸出加速度信息。同時它包含一種睡眠模式，MMA7260Q能在XYZ 三個軸向上以極高的靈敏度讀取低重力水平的墜落、傾斜、移動、放置、震動和搖擺[10]。 系統(tǒng)的功能是通過傾角傳感器采集角度信息，傳送給單片機(jī)。第三章：傾角測量系統(tǒng)軟件設(shè)計。闡述課題的背景及意義，研究現(xiàn)狀。目前，很多重要的測控儀器，如陀螺轉(zhuǎn)臺、慣導(dǎo)平臺、經(jīng)緯儀、星體跟蹤器、雷達(dá)、導(dǎo)彈發(fā)射架、空間望遠(yuǎn)鏡、高精度數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等系統(tǒng)中一般都需要角度傳感器，用于測量被測物體相對于某基準(zhǔn)方位的絕對轉(zhuǎn)角或相對于自身在不同時刻的相對轉(zhuǎn)角、傾角。在工業(yè)生產(chǎn)中,利用傳統(tǒng)的傳感器無法對某些產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(例如,黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等)進(jìn)行快速直接測量并在線控制。引言在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，人類已經(jīng)入瞬息萬變的信息時代，人們在日常生活，生產(chǎn)過程中，主要依靠檢測技術(shù)對信息經(jīng)獲取、篩選和傳輸，來實現(xiàn)制動控制，自動調(diào)節(jié)，目前我國已將檢測技術(shù)列入優(yōu)先發(fā)展的科學(xué)技術(shù)之一。 角度測量 \AbstractThe angle sensor is studied。研究了磁敏角度傳感器在拉線式位移傳感器的設(shè)計與應(yīng)用，傾角傳感器的原理、特點。基于STC12C5410AD單片機(jī)的傾角測試系統(tǒng)設(shè)計摘 要本文詳細(xì)介紹了一種利用加速度傳感器、轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)實現(xiàn)高精度傾角測量的方法。結(jié)果表明角度傳感器具有無觸點、高靈敏度、接近無限轉(zhuǎn)動壽命、無噪聲、高重復(fù)性、高頻響應(yīng)特性好等特點，且廣泛應(yīng)用于航天、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域中。 analyzes the characteristics and application of the characteristics of different angle sensor，and the magnetic angle sensor in the design and application of Guyed displacement sensor, principle, characteristics of the inclination sensor. The results show that the angle sensor has no contact, high sensitivity, close to life, no noise, rotating infinitely high repeatability, high frequency response characteristic and so on, which is widely used in aerospace, aviation, national defense, science and technology and the production of industry and agriculture and other fields.Key words: STC12 MCU。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代測量和自動化系統(tǒng)的重要技術(shù)之一,從宇宙開發(fā)到海底探秘,從生產(chǎn)的過程控制到現(xiàn)代文明生活,幾乎每一項技術(shù)都離不開傳感器,因此,許多國家對傳感器技術(shù)的發(fā)展十分重視,如日本把傳感器技術(shù)列為六大核心技術(shù)(計算機(jī)、通信、激光、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體和傳感器) 之一。而利用智能傳感器可直接測量與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過程中的某些量(如溫度、壓力、流量等)。 本文主要工作及章節(jié)安排本文以單片機(jī)STC12C5410AD單片機(jī)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。第二章：傾角測量系統(tǒng)硬件設(shè)計。重點介紹了下位機(jī)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(jìn)行了詳細(xì)介紹。通過LED數(shù)碼管顯示時間角度信息。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(dá)到更高的分辨率、更高的精確度?！MA7260Q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(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)造而成。G CELL 的面板構(gòu)成了兩個背對背的電容，當(dāng)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?！『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。 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。= （21）=800mv/g，=~給MMA7260Q的12引腳（）提供高電平，即不是工作在睡眠模式。其速度比UART串行接口要快。SPI也可以在一個多主機(jī)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)內(nèi)部處理器之間的通信。SPI接口由MISO（）、MOSI（）、SCLK（）和/SS（）4根信號線構(gòu)成。需要注意的是，主機(jī)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。主機(jī)和從機(jī)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。顯示當(dāng)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(dāng)前的分秒。74HC595是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r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。這樣單片機(jī)不能編程下載和和上位機(jī)通訊，這樣給開發(fā)帶來了麻煩。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。R，T分別接單片機(jī)的TXD（發(fā)射端）和RXD(接收端)。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(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。2) 寬電壓：~，~(STC12LE5410AD系列)。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。每個I/O口驅(qū)動能力均可達(dá)20mA，但整個芯片最大不得超過55mA.選擇STC12C5410AD單片機(jī)為主控器件，單片機(jī)的片上資源能滿足系統(tǒng)的功能要求，減少了外圍器件，加強(qiáng)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。 MMA7260Q與MSP430接口示意圖2) 74HC595與單片機(jī)接口單片機(jī)的 SPI由MISO（）、MOSI（）、SCLK（）和/SS（）4根信號線構(gòu)成。 鍵盤電路設(shè)計．聲光報警電路設(shè)計報警功能主要是角度超過設(shè)定的上線報警值或低于設(shè)定的下線報警值時候會發(fā)出報警信號，系統(tǒng)采用較為常用的方案設(shè)計——聲光報警。 角度數(shù)據(jù)采集設(shè)計 MMA7260Q輸出為模擬信號，采集過程需進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。AD轉(zhuǎn)換頻率： 52khz/2=26khzA/D轉(zhuǎn)換結(jié)果計算公式如下: （ADC_DATA[7:0]，ADC_LOW2[1:0]）= 1024Vin/Vcc其中，Vin為模擬輸入通道輸入電壓，Vcc為單片機(jī)實際工作電壓，用單片機(jī)工作電壓作為模擬參考電壓。濾波程序 float filter(void)//AD濾波 平均值濾波 { float sum=0。countN。以下為程序代碼:int ChengeADtoAngle(float m1) //m1為數(shù)字量{ float q2，q1。 // 將角度 擴(kuò)大10倍}為了觀察角度的變化及對角度的歷史數(shù)據(jù)經(jīng)行分析，需要將該數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄。這2K字節(jié)的數(shù)據(jù)Flash存儲器分為4個扇區(qū)，每個扇區(qū)包含512字節(jié)?？紤]到數(shù)據(jù)Flash只有扇區(qū)擦除，所以將數(shù)據(jù)按扇區(qū)存儲，不按字節(jié)數(shù)存儲。每個扇區(qū)可存儲56個數(shù)據(jù)塊。 //3為扇區(qū)擦除功能 ISP_ADDRH = addr8。 //以免中斷打斷 ISP_TRIG = 0x46。}//字節(jié)編程void byte_program(unsigned int addr， char dat) //送地址addr 和數(shù)據(jù) dat{ ISP_CONTR = 0x83。0x00ff。 ISP_TRIG = 0xb9。 ISP_CONTR = 0x83。0x00ff。 dat= ISP_DATA。} DS1302軟件設(shè)計DS1302是SPI總線驅(qū)動方式。位6如果為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位0位到高位7。 ACC = d。 DS1302_CLK = 1。 for(i=8。 DS1302_CLK = 1。 DS1302_CLK = 0。 // 寫1Byte數(shù)據(jù) DS1302_CLK = 1。 DS1302_CLK = 0。 // 讀1Byte數(shù)據(jù) DS1302_CLK = 1。鍵值功能設(shè)計：系統(tǒng)默認(rèn)顯示的是當(dāng)前時間和當(dāng)前角度值，當(dāng)?shù)谝淮伟聪耂1時，顯示切換到角度上下限的顯示，第二次按下調(diào)節(jié)角度下限的小數(shù)位，第三次按下調(diào)節(jié)角度下限的個位，依次按下，依次調(diào)節(jié)各位。鍵盤功能程序代碼請見附錄。key_last0==1) { delay_flag=0。key_last0==1) { key_num=0。 //延時4ms，去抖動 } else if(P00==1) key_last0=1。key_last1==1) { delay_flag=0。key_last1==1) { key_num=1。 //延時4ms，去抖動 else if(P01==1) key_last1=1。key_last2==1) { delay_flag=0。key_last2==1) { key_