MMA7361L的高精度角度檢測平臺設計

摘要：傾角是許多控制系統中需要測量的一個重要參數。針對傾角測量，設計了一種基于ARM微控制器和加速度傳感器的角度測量平臺。該平臺采用基于ARM Cortex-M3內核的STM32F103VE為數據處理的核心，利用高精度加速度傳感器MMA7361L為測角傳感器，同時配置液晶屏和小型鍵盤實現了人機交互。該平臺具有測量精度高、靈敏度高、價格低的特點，應用前景廣闊。
關鍵詞：STM32F103VE；三軸加速度傳感器；MMA7361L；角度測量平臺

引言
在很多控制系統中，角度值是一個十分重要的物理參數。例如起重機和升降機上都要有角度測控機構來控制起降高度；飛行器自動駕駛系統中都有大量的角度傳感器，實時檢測飛機偏轉角度，以便對飛行姿態進行調整。目前已有利用加速度傳感器實現高精度角度測量的設計研究，但主要側重于單軸的測量，同時進行三軸測量的研究設計鮮有報道。本文將重點討論采用三軸加速度傳感器MMA7361L實現高精度角度檢測的軟硬件方法。

1 角度檢測儀硬件平臺設計
采用了高精度三軸加速度傳感器MMA7361L作為角度檢測模塊，數據處理采用最新的帶A／D轉換功能的STM32F103VE芯片，采用I2C接口的AT24C02A芯片進行周期性數據存儲，采用1602液晶模塊對角度值進行實時顯示，為了擴展系統功能，采用4×4鍵盤對系統模式進行設置。同時采用聲光報警電路，當角度超過設定上限時，進行聲光報警提示。角度檢測儀硬件平臺結構框圖如圖1所示。

1．1 STM32F103VE控制器
本系統采用新一代低功耗高速工業級芯片STM32F103VE作為控制器核心，芯片采用更優化的32位ARM Cortex-M3內核，時鐘頻率達到72 MHz。該芯片系統資源和外圍接口豐富，內部集成專用時鐘、復位以及電源管理模塊，支持多種工作模式，內含2個12位高速ADC、80個快速I／O口、7個定時器和多達9個通信接口。