电路图简介： 在现代控制系统中，角度测量装置是需要高精度的关键部件，其测量精度直接影响整个系统的性能和精度。现有的加速度传感器主要集中在单轴的角度测量上。本文将重点讨论使用双轴加速传感器ADXL实现高精度角度测量的硬件方法。
在现代控制系统中，角度测量装置是需要高精度的关键部件，其测量精度直接影响整个系统的性能和精度。现有的加速度传感器主要集中在单轴的角度测量上。本文将重点讨论使用双轴加速传感器ADXL实现高精度角度测量的硬件方法。
采用本角度测量仪STM32F107作为数据处理的核心芯片。这是一种低功耗、高速的32位处理器Cortex-M3内核。角度测量模块使用的是高精度、低功耗的双轴加速度传感器ADXL202可将加速度信号转换为数字方波信号输出STM32F当前的倾斜角度可以通过一定的算法计算出来。12864使用显示模块ZW型128&TImes;64点阵液晶显示器。
角度测量模块使用ADI低成本、低功耗、高精度的双轴加速传感器 ADXL测量范围为-202g～ 2g，既能测量动态加速度，又能测量静态加速度。其工作电压为3.0～5.25 V，工作电流小于0.6 mA，最高主频可达70 MHz，因此，考虑到功耗、灵敏度和精度，选择ADXL202作为角度测量模块的核心芯片。
图 ADXL功能结构框图202
为保证ADXL信号周期、滤波电容(决定信号带宽)需要根据芯片技术文件和实际使用情况配置。ADXL202输出信号为脉宽占空比调制信号，占空比T1/T2与被测加速成正比。0g当输出占空比为50%，灵敏度为每g脉宽占空比变化12.5%。通过电阻查阅芯片的技术文件RSET来设定DCM的周期：ADXL202 通过XFILT、YFILT外接电容CX、CY来设定ADXL202带宽决定了电容的测量精度CX、CY可混合和滤波。模拟带宽应比脉宽占空比频率低1/10，使脉宽占空比误差最小。分析技术文档提供的表2，并考虑设置T2为1 ms，脉冲占空比为1 kHz，满足实际需要和DCM选择0.05μF模拟带宽为1000的滤波电容 Hz。根据芯片的引脚配置图和上述配置，可以设计角度检测模块的硬件电路，其电路原理如图4所示，脉冲输出端直接与STM32F107的I/O口相连。
角度采集原理图
由图可知，ADXL202是基于单片集成电路的完善的双轴加速度测量系统，对X、Y在轴方面，输出环将加速信号转换为脉宽占空比的数字信号输出，可直接传输给STM32F107，无需A/D转换或其他附加电路。
本文讨论了一个基础ADXL对202高精度角度测量仪的研究和设计方法ADXL角度测量原理及202STM32F详细介绍了107的输入捕获功能。经过实验测试，测量仪可以高精度地完成角度测量，具有良好的可靠性，对角度测量的研究和设计具有积极的意义。
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