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(多图) 基于双轴加速度传感器的新型角度测量系统设计

刘亮?? 王益祥?? 白杨?? 张霄涵?? 南京理工大学机械工程学院?? 2014年12月08日 ?? 收藏2

2.1 角度测量模块硬件电路设计

为保证ADXL202高精度稳定的工作,需要根据芯片技术文档和实际使用情况,来配置信号周期、滤波电容(决定信号的带宽)。

ADXL202的输出信号是脉宽占空比调制信号,占空比T1/T2与被测加速度成正比。0g时,其输出为50%占空比,灵敏度为每g所引起的脉宽占空比变化12.5%。查阅芯片的技术文档,可以通过电阻RSET来设定DCM的周期:

T2=RSET/125 MΩ (1)

在X、Y方向上的加速度分量值可由下式计算:

A(g)=(T1/T2-0.5)/12.5% (2)

表1是芯片的技术文档提供的RSET和T2配置表。我们选择125 kΩ的RSET,将周期T2设定为1 ms。

角度测量模块硬件电路设计

ADXL202通过XFILT、YFILT外接电容CX、CY来设定ADXL202的带宽,这个带宽决定了它的测量精度,同时电容CX、CY可以去混叠和滤波。为了使脉宽占空比的误差最小,模拟带宽应比脉宽占空比的频率低1/10。对技术文档提供的表2进行分析,并考虑设定T2为1 ms,脉冲占空比频率为1 kHz,为满足实际需要和DCM误差最小的要求,选择0.05μF的滤波电容,此时模拟带宽为100 Hz。

角度测量模块硬件电路设计

引脚连接的规范:13、14是两个电压输入引脚VDD,直接与5 V电源连接,同时连接退耦电容CDC,推荐使用0.1μF;4、7是两个接地引脚COM,直接接地;2脚VTP保持开路,不与其他任何引脚相连;3脚ST是自检输入端,当接VDD时能检查加速度计的功能,平时该引脚开路,也可与COM相连。引脚配置如图3所示。

图3 ADXL202引脚配置
图3 ADXL202引脚配置

根据芯片的引脚配置图和以上的各类配置,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,其脉冲输出端直接与STM32F107的I/O口相连。

图4 角度采集原理图
图4 角度采集原理图


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STM32F107? 角度测量? 双轴加速度传感器? ADXL202?

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