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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

4 角度测量仪系统的程序设计

使用STM32F107的输入捕获功能,需要通过程序配置内部寄存器的初始状态,以此来满足角度测量仪的工作需求。

①开启GPIO和TIM2的时钟,通过内部的库函数RCC_APB2PeriphClockCmd、RCC_APB1PeriphClockCmd来控制两个时钟的开启。为了采集TIM 2_CH1和TIM2_CH2上的高电平脉宽,需配置PA0和PA1为下拉输入。

②初始化TIM2,设定TIM2的输入捕获自动重装载值为0xfffe,计数频率为1 MHz。

③使能输入捕获、中断、计数器,通过STM32F107的库函数能方便地配置。

由角度测量和输入捕获原理可得系统的程序流程图,如图7所示。

图7 系统程序流程图
图7 系统程序流程图

5 调试和测量结果

在室温下进行调试。当角度测量仪没有倾斜时,液晶屏上显示的结果并不为零,其原因是ADXL202安装无法完全水平。芯片安装后本身存在倾角,这是不可避免的。虽然调试环境是在室温下,但是实际使用的环境可能是温度变化较大的场合,零漂和灵敏度随温度的漂移将会很严重,直接测量时会导致很大的角度误差,因此,必须采取某种形式的温度补偿方法来解决。

当角度测量仪有倾斜时,测量结果与实际值有较大误差。经分析是输入捕获的计数器有误差。经将干扰和毛刺计数进来,所以应该添加滤波电路,同时计数器的值采用多次计数取平均值的方法,以此提高计数的精度。

角度测量仪的测量结果如图8所示。

图8 角度测量仪的测量结果
图8 角度测量仪的测量结果

结语

本文论述了一种基于ADXL202的高精度角度测量仪的研究和设计方法,对ADXL202的角度测量原理和STM32F107的输入捕获功能进行了详细的介绍。经实验测试,该测量仪能高精度地完成角度测量,而且可靠性好,对角度测量的研究和设计有着积极的意义。


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STM32F107? 角度测量? 双轴加速度传感器? ADXL202?

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