基于PIC单片机的倾角传感器的设计

文章摘要：sc也不同，而且具有线性输出特性。2 硬件设计 用芯片lm339 作为倾角传感器的两个电压比较器，芯片hbf4013af作为倾角传感器的rs触发器，芯片lm324用作电压跟随器。触发器的a点电压经低通滤波后，再由芯片lm324进行电压跟随，然后作为pic16c72单片机ra0端口的模拟输入量。基于pic单片机的检测电路如图3所示。 图3 pic硬件连接图 pic16c72 芯片是一种具有28个引脚的双列直插式芯片，有2k的程序存储器和128 byte的ram，它提供22个i/o引脚与电源掉电复位功能，内置的外围包括3个定时器，一个捕捉/比较/pwm模块和一个同步串行通信端

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sc也不同，而且具有线性输出特性。

　

2  硬件设计

     用芯片lm339 作为倾角传感器的两个电压比较器，芯片hbf4013af作为倾角传感器的rs触发器，芯片lm324用作电压跟随器。触发器的a点电压经低通滤波后，再由芯片lm324进行电压跟随，然后作为pic16c72单片机ra0端口的模拟输入量。基于pic单片机的检测电路如图3所示。

图3  pic硬件连接图

      pic16c72 芯片是一种具有28个引脚的双列直插式芯片，有2k的程序存储器和128 byte的ram，它提供22个i/o引脚与电源掉电复位功能，内置的外围包括3个定时器，一个捕捉/比较/pwm模块和一个同步串行通信端口，这个通信端口可以设置为使用两线的集成电路间通信模式，或是三线的串行外围接口。pic16c72提供8个中断源，并可由软件来设置它们的优

先权。

     pic16c72芯片的最大特点就是带有8位a/d转换部件，有5个a/d通道模拟输入，这些多通道模拟输入共用一个采样/保持电路，用一个多路转换开关进行切换。使用a/d转换功能时，应首先对a/d控制寄存器adcon0、adcon1进行初始化定义，见图4.

     pic16c72的ra1端接有一校零电键，当pic16c72采样时，若电键按下，则把当前倾角传感器的倾斜角定为零度角。此时，数码管显示的数据为零（000.0）.

图4  a／d控制寄存器

      本设计中，由4 个led数码管显示倾角传感器的倾斜角度。第一个数码管显示符号位，中间两个显示整数位，最后一个数码管显示小数位。显示的数值范围为-90.0°—+ 90.0°.led数码管显示采用的是共阴极动态扫描。ra2、ra4、ra5、rc0为位选端，当该端为高电平时，由三极管驱动位选。rb0－rb7为段选，当它为高电平时分别驱动八段led.

　

3  软件设计

  主程序和a/d转换子程序流程图如图5和图6所示。

 

图5  主程序            图6  a/d转换子程序

4  实验结果

     按上述倾角测量原理及电路，我们制作了实际倾角测量装置，在实际转角测试平台上进行了测量实验，图7 为倾角实际测量曲线。其中，实线表示倾角传感器从-90°逐渐增大到+90°时的测量曲线，虚线表示从刚才的+90°逐渐返回到-90°的测量曲线。从图中可以看出，我们设计及制作的倾角传感器能够实现-90°－+90°之间的倾角测量，且具有较好的线性度，但测量存在一定的回差，这主要是由于传感器中介质的性能造成的。而且，若介质对温度变化敏感，则传感器的测量精度也要随之受温度影响。下一步的工作将寻求稳定的电容介质，提高传感器的测量精度。

图7  倾角实际测量曲线

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