[发明专利]一种通用数字式姿态自动测量电路

说明书

技术领域

本发明属于数字姿态测量技术领域，具体涉及一种数字式姿态自动测量电路。

技术背景

目前市场上的姿态测量仪器一般价格比较高，测量精度高的体积大，操作不便，并且显示不直观。 

发明内容

本发明为弥补以上缺陷，目的在于提供一种测量精度高，功能全面，操作方便、可靠的通用数字式姿态自动测量仪器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该通用数字式姿态自动测量电路，其特征在于：由测量单元、数据采集与控制单元、显示器、键盘、电源组成，所述测量单元为SCA103T倾角传感器，所述数据采集与控制单元采用C8051F350单片机，所述显示器为LCM06XA液晶显示模块，所述电源为9V叠层电池，分别与5V S818A50集成稳压芯片和 3V S818A30集成稳压芯片连接,提供5V和3V电压，所述5V S818A50集成稳压芯片为SCA103T倾角传感器和电压基准电路供电，所述3V S818A30集成稳压芯片为C8051F350单片机和LCM06XA液晶显示模块供电。所述SCA103T倾角传感器out1和 out2输出及电压基准电路的输出连接C8051F350单片机的24位ADC输入，所述键盘连接C8051F350单片机的GPIO输入端口，所述LCM06XA液晶显示模块的CS、WR、DATA端分别连接C8051F350单片机的P1.5、P1.6，P1.7脚，所述LCM06XA液晶显示模块的对比度由连接其VLCD 脚和VDD脚的可变电阻调节。

所述5V S818A50集成稳压芯片的输出端输出5V电压通过两个分压电阻和一个电容连接所述C8051F350单片机的VREF-、VREF+端口，采集电压基准；所述SCA103T倾角传感器out1和 out2分别通过电阻作为输出端连接所述C8051F350单片机，所述输出端分别通过阻容滤波电路接地。

采用上述技术方案的有益效果：该通用数字式姿态自动测量电路利用按键进行操作，通过C8051F350完成对SCA103T的模拟输出采样，进行AD转换转化为数字量并进行数字滤波及温度补偿,并最终将测量结果及一些状态信息在LCD上显示出来。其中的测量单元主要由

SCA103T倾角传感器及其外围电路组成，SCAl03T倾角传感器是芬兰VTI公司推出的利用MEMS技术开发生产的高精度单轴倾角传感器，在10Hz带宽模拟端输出可获得0.001度的输出分辨率。所述数据采集与控制单元主要对测量单元实施控制与采集数据，对采集到的数据进行处理并送显示器显示，主要由Silicon Labs公司的C8051F350单片机及其外围电路组成。所述液晶显示模块实现液晶数字显示，左数第一位为工作状态指示位，第二位为倾角方向指示位，第三到第六位为数据位。电池电压欠压指示：当电池电压低于7伏时，LCD上显示“LO”，此时必须更换电池，否则可能会影响测量精度。工作状态指示位：开机默认为绝对状态，此时符号位无显示，按下相对/绝对键后显示“||”表示显示相对角度。倾角方向指示：“－” (负)表示角度是自零点逆时针方向的角度，无此指示，表示角度是自零点顺时针方向的角度。当传感器沿测量方向正向倾斜时，符号位无显示，当传感器沿测量方向负向倾斜时，符号位显示“－”。数据位：显示传感器所测当前角的角度数据，显示精确到0.1mil（0.006°）。工作范围指示：本仪器量程为-500mil～+500mil，当实际测量值超过仪器标称范围值时，LCD上将显示――――，表示超出工作范围。单片机检测键盘操作实现控制，根据使用的需要, 精简按键功能，本仪器仅设置了“电源”、“相对/绝对”和“背光/校准”3个按键。与现有技术相比,具有测量精度高,功能全面,操作方便、可靠，通用性好，且成本低。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为系统硬件组成框图。

图2为单片机与倾角传感器之间的接口图。

图3为单片机与液晶显示模块接口图。

图4为电路的工作流程。

具体实施方式