基于加速度傳感器的墜落檢測(cè)系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-20 17:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)等。每個(gè)定時(shí)器由兩個(gè)8位特殊功能寄存器構(gòu)成，工作方式和功能由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。 定時(shí)器的控制 TMON的位定義及作用 TCON的位定義及作用TMOD和TCON是兩個(gè)8位寄存器，其中，低四位用于T0，高四位用于T1。 定時(shí)器的工作模式定時(shí)器T0由兩個(gè)8位特殊功能寄存器TH0和TL0組成，定時(shí)器T1由兩個(gè)8位特色功能寄存器TH1和TL1組成。由TMOD中M1，M0控制四種工作模式。其中： 模式0 13位計(jì)數(shù)器 模式1 16位計(jì)數(shù)器 模式2 自動(dòng)重裝8位計(jì)數(shù)器 模式3 T0：分為兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器；T1：停止計(jì)數(shù)模式2的8位自動(dòng)重載計(jì)數(shù)器在程序初始化時(shí)，低八位和高八位由軟件賦予相同的初值，一旦低八位計(jì)數(shù)溢出，便置位TF0，并將高八位中的初值自動(dòng)裝入低八位，繼續(xù)計(jì)數(shù)。這種模式特別適合用于串行口波特率發(fā)生器。在本設(shè)計(jì)中，定時(shí)器主要用于墜落檢測(cè)的定時(shí)以及串行口通信的波特率發(fā)生器。 串行口及IIC總線接口 STC89C52串行口簡(jiǎn)介STC89C52內(nèi)部集成有一個(gè)全雙工串行通信口，設(shè)有兩個(gè)互相獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器，可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。兩個(gè)緩沖器公用一個(gè)地址碼（99H），統(tǒng)稱為串行通信特殊功能寄存器SBUF。在本設(shè)計(jì)中，主要用于程序下載以及與上位機(jī)通信的擴(kuò)展。 IIC總線接口簡(jiǎn)介IIC總線是PHILIPS公司推出的串行總線。IIC總線是一種具有自動(dòng)尋址、高低速設(shè)備同步和仲裁等功能的高性能串行總線，能夠?qū)崿F(xiàn)完善的全雙工數(shù)據(jù)傳輸。IIC總線只有兩根信號(hào)線：數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL[4]。IIC總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化表示起始信號(hào)；SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。 IIC總線起始/終止信號(hào)在IIC總線上每傳送一位數(shù)據(jù)都有一個(gè)時(shí)鐘脈沖相對(duì)應(yīng)。當(dāng)接收器接收到一個(gè)數(shù)據(jù)/ 地址字節(jié)后需要進(jìn)行其他工作而無法立即接收下一個(gè)字節(jié)時(shí)，接收器便可向SCL 線輸出低電平，迫使SDA 線處于等待狀態(tài)，直到接收器準(zhǔn)備好接收新的數(shù)據(jù)/ 地址字節(jié)時(shí)，再釋放時(shí)鐘線SCL（SCL= 1），使SDA 線上數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡岳^續(xù)進(jìn)行。利用SDA 線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，發(fā)送器每發(fā)完一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，都要求接收方發(fā)回一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。但與應(yīng)答信號(hào)相對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘仍由主控器在SCL 線上產(chǎn)生，因此主控發(fā)送器必須在被控接收器發(fā)送應(yīng)答信號(hào)前，預(yù)先釋放對(duì)SDA 線的控制，以便主控器對(duì)SDA 線上應(yīng)答信號(hào)的檢測(cè)。IIC總線在本設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用在后邊介紹。2 ADXL345加速度傳感器簡(jiǎn)介ADXL345 是ADI公司于2008 年推出的采用MEMS 技術(shù)具有SPI 和IIC 數(shù)字輸出功能的三軸加速度計(jì)，具有小巧輕薄、超低功耗、可變量程、高分辨率等特點(diǎn)。它的最大量程可達(dá)177。16 g，數(shù)字輸出數(shù)據(jù)為16位二進(jìn)制補(bǔ)碼格式，可通過SPI(3線或4線)或IIC數(shù)字接口訪問[5]。ADXL345提供一些特殊的運(yùn)動(dòng)偵測(cè)功能，可在傾斜敏感應(yīng)用中測(cè)量靜態(tài)重力加速度， 也可在運(yùn)動(dòng)甚至振動(dòng)環(huán)境中測(cè)量動(dòng)態(tài)加速度，非常適合于移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用于手機(jī)、游戲和定點(diǎn)裝置、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)儀表儀器、個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備和硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）保護(hù)等。 ADXL345工作原理ADXL345是一款完整的3軸加速度測(cè)量系統(tǒng)，可選擇的測(cè)量范圍有177。2 g，177。4 g，177。8 g或177。16 g。該傳感器為多晶硅表面微加工處理，置于晶圓頂部。由于應(yīng)用加速度，多晶硅彈簧懸掛于晶圓表面的結(jié)構(gòu)之上，提供力量阻力。差分電容由獨(dú)立固定板和活動(dòng)質(zhì)量連接板組成，能對(duì)結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)進(jìn)行測(cè)量。加速度使慣性質(zhì)量偏轉(zhuǎn)、差分電容失衡，從而傳感器輸出的幅度與加速度成正比。相敏解調(diào)用于確定加速度的幅度和極性。ADXL345可以自動(dòng)調(diào)節(jié)功耗，與輸出數(shù)據(jù)速率成比例。 ADXL345內(nèi)部寄存器介紹—DEVID（只讀）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 1 1 0 0 1 0 1DEVID寄存器保存0xe5的固定器件ID代碼。、0x1F、0x20—OFSX、OFSY、OFSZ(讀/寫)OFSX、OFSY、OFSZ寄存器以二進(jìn)制補(bǔ)碼形式設(shè)置偏移調(diào)整，與選取的測(cè)量范圍無關(guān)。偏移寄存器的的存儲(chǔ)值自動(dòng)添加到加速度數(shù)據(jù)，結(jié)果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)寄存器。加速度傳感器為機(jī)械結(jié)構(gòu)，內(nèi)部包含有可移動(dòng)的元件，這些可移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件對(duì)機(jī)械應(yīng)力非常靈敏，為了保證測(cè)量值的準(zhǔn)確，校準(zhǔn)測(cè)量偏移很有必要。 寄存器0x2C—BW_RATE(讀/寫)D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 0 0 LOWER_POWER 速率LOWER_POWER為0設(shè)置正常功耗，為1設(shè)置為低功耗模式，此時(shí)噪聲增加。速率位選擇輸出數(shù)據(jù)速率和帶寬，默認(rèn)為0x0a。當(dāng)選擇速率過高時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致采樣丟失。 寄存器0x32至0x37—DATAX0、DATAXDATAY0、DATAYDATAZ0和DATAZ1(只讀) ADXL345輸出數(shù)據(jù)格式寄存器0x30x33保存X軸輸出數(shù)據(jù)；寄存器0x30x35保存Y軸輸出數(shù)據(jù)；寄存器0x30x37保存Z軸輸出數(shù)據(jù)。ADXL345輸出數(shù)據(jù)是二進(jìn)制補(bǔ)碼，在13位分辨率模式下，高四位是符號(hào)位。 ADXL345通過IIC總線方式連接簡(jiǎn)介ADXL345可以使用SPI總線和IIC總線連接方式作為從機(jī)運(yùn)行。本系統(tǒng)采用IIC方式連接，CS引腳拉高置VCC。
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