基于80C52的水平测量仪系统的设计

李松岭，杨昌福，李宇彤北华航天工业学院电子与控制工程学院，河北廊坊　　065000

基于80C52的水平测量仪系统的设计

0 引　言

倾角是反映装置当前状态的重要指标，在高精度激光仪器水平、工程机械设备调平、雷达车辆平台检测、卫星通讯车姿态检测等场合作用巨大。然而，要实现高精度的水平测量往往利用价值昂贵的水平测量仪，本文利用ADXL202、STC89C52两款较为常见的芯片实现了较高精度的水平测量。

1 总体方案设计

本文结合单片机技术，根据实际应用现场要求设计一款低成本、高性能的水平测量仪。首先利用双轴加速度传感器对当前角度进行检测，利用单片机对x、y轴输出进行检测计算，最终利用液晶显示倾斜角度。

2 硬件系统设计

2.1双轴加速度传感器ADXL202

ADXL202是ADI公司出品的低成本、高精度双轴加速度传感器，它可以测量从-2g~2g变化的加速度。它内部主要由X、Y传感器、占空比调制器等电路组成，通过占空比不同的方波输出，由于其方波周期可调，因此可以适合不同的单片机。当传感器出于水平状态且正常工作时，X、Y传感器将检测到的加速度转换成方波然后进入占空比调制器，调制结束以后从X、Y输出调制好的不同占空比的方波，方波的占空比正比与加速度成正比，并提供给单片机检测计算。

2.2核心控制器单片机STC89C52；液晶显示1602

在本系统中，主要应用单片机STC80C52的定时器T0、T1进行脉宽测量，进而得到不同占空比，最终计算得到X、Y的倾角给后级的液晶显示出来。

LCD1602B是一种能够同时显示16*2个字符、字母或者数字的液晶显示模块、高电平有效显示。本系统用于将单片机传过来的角度值进行显示，

3 软件程序设计

本系统以STC89C52单片机为核心，以keil uVision2为开发环境进行编程，使用C语言进行开发，开发环境中集成有汇编器、调试器，使开发更加简单方便。

根据硬件电路的工作原理，开机后对加速度传感器进行初始化。并且将单片机初始化，将T0、T1设置为工作方式一并设置GATE为高电平准备进行脉宽测量，测量结果送至单片机内部进行计算，最后将结果送至液晶显示模块显示，其中倾角计算过程如下。

加速度以不同占空比的方波输出，由ADXL202技术手册可知，当水平放置且无角度变化时的占空比为50%，变化每个g时占空比变化量为12.5%。用T1/T2为占空比，其中T1为单片机计算的脉宽，T2为周期，可以由不同外加配置电阻确定，具体见下表1。

则加速度输出 A(g)=(T1/T2-0.5)/12.5%

本系统采用ADXL202水平放置，原理示意如下图1。

则AX=g*sin(α)， AY=g*sin(β)

其中的AX、AY为X、Y轴输出的加速度。

则角度为α=arcsin(AX/g)、β= arcsin(AY/g)程序流程如图2所示。

4 结论

基于STC89C52的水平测量仪，实现了低成本的精度较高的水平测量，克服较高精度测量时利用成品水平测量仪价格昂贵，体积庞大的缺点，可以应用于实际。

参考文献

[1]张维胜.倾角传感器原理与发展[J].传感器世界，2002，8.

[2]张蕾.工程测量[M].西南交通大学出版社，2010.

[3]郭天祥.新概念51单片机C语言教程入门、提高、开发、拓展全攻略.2009，1.

[4]张郭益，范光照.精密量具及机件检验[M].1998.

李松岭，杨昌福，李宇彤
北华航天工业学院电子与控制工程学院，河北廊坊065000

摘要为在成本较低的情况下实现较高精度的水平测量，实现对设施水平状态的清晰了解，以实现其状态的调整，结合水平测量的要求设计了一个基于单片机控制的水平测量仪。系统主要采用ADXL202加速度传感器、STC89C52实时计算检测角度并且利用LCD1602B显示当前倾角。

关键词水平测量；双轴加速度传感器；ADXL202；STC89C52

Based on STC89C52 Gradienter System

AbstractHow to high accuratelymeasure horizontal angulation in the low cost ，realize knowing the horizon angel of the device in order to adjust its condition.This scheme using requirement of gradienter designed a device which based onSTC89C52 Gradienter System.This system use Dual Axis Accelerometers ADXL202、STC89C52 calculate horizon angel in actual time and use LCD1602B display current angle.

KeywordsHorizontal angulation; Dual Axis Accelerometers ADXL202; STC89C52

中图分类号TP39

文献标识码A

文章编号1674-6708（2015）140-0158-01