基于倾角传感器的电子水平仪

1、基于倾角传感器的电子水平仪主要内容v背景vSCA100T-D02简介v电子水平仪的硬件设计v电子水平仪的软件设计v系统调试和显示v结论背 景v本论文通过以数字式双轴倾角传感器为核心部件设计一个电子水平仪。通过程序定期采集X、Y轴的倾角数据，计算出仪器在任意摆放方向时，沿X轴、Y轴 方向的倾斜角度，以及 平面的倾斜角度，实现 平面倾斜角度的实时显 示和串口输出。 SCA100T-D02简介vSCA100T系列传感器是VTI公司于2005年推出的一个新的产品系列类型，该系列传感器为双轴加速度计传 感器， 体积小、 质量轻（仅1.2克） 电子水平仪的硬件设计v硬件总体设计框架图 vSCA100T-D

2、02与ATmega16连接电路设计 ATmega16 倾角测量电路主要是由ATmega16单片机控制SCA100T-D02传感器采集被测平面的倾斜信号，通过SPI串口传送ATmega16单片机中，然后通过运算，将其转换为X,Y轴的倾斜角度，并放入存储区中暂存起来，最后送往显示模块进行显示。 vATmega16与MAX232串口接口电路设计 作用:通过MAX232，使得ATmega16与 PC进行串口通信，在PC机上实时显示XY轴的倾角值。 vATmega16与LCD1602的接口电路设计作用：主要负责对转换计算后的结果进行显示，以便用户能读取到电子水平仪测量出来的结果。 ATmega16电子水

3、平仪的软件设计v软件总体设计流程图 v液晶显示器LCD1602初始化 v倾角传感器SCA100T-D02初始化 v数据输出与倾角转换设计下面的公式可以将数字量输出转换为角度 vDout为数字量输出，单位为LSB；vDout0为数字偏移值，也即是0对应的数字输出量，此处为1024；v为倾角值；vSens为器件的灵敏度，SCA100T-D01为1638，SCA100T-D02为819。 gLSBLSBLSBSDDensOUTout0arcsin系统调试和显示v系统调试整个系统的的硬件焊接和系统调试过程如下： 1、焊接ATmega16小系统电路，并完成烧录程序的电路接口，烧录ATmega16自检程序

4、，检测单片机是否焊接正确，能够正常工作。2、焊接其余芯片以及电容等器件（不包括倾角传感器SCA100T-D02），完成焊接后，最后焊接倾角传感器SCA100T-D02。 3、SCA100T-D02的焊接是十分关键的，首先要焊接SCA100T-D02的自检端点（因为它对电路没有影响），然后在焊接其它端点，时间要快，温度不要超过250，否则容易出现烧SCA100T-D02的危险。4、烧录ATmega16的软件程序，简单的测试输出端口的数据，检查SCA100T-D02是否可以工作。工作正常就可完成整体电路的硬件焊接和检测。 vLCD1602液晶显示器显示设计因为LCD1602可以显示2行，每行16个字符，因而可以将倾角传感器的X，Y轴的角度分别显示在LCD1602的第一，第二行。通过编写程序，设定数组，可以实现电子水平仪角度的实时显示。下图为 LCD1602液晶显示的实物图 。 结 论v本文通过采用SCA100T双轴倾角传感器,设计了一款测量精度为0.0025 ，测量范围为90的电子水平仪。 较一般的双轴电子水平仪来