MMA7361L的高精度角度检测平台设计

摘要：倾角是许多控制系统中需要测量的一个重要参数。针对倾角测量，设计了一种基于ARM微控制器和加速度传感器的角度测量平台。该平台采用基于ARM Cortex-M3内核的STM32F103VE为数据处理的核心，利用高精度加速度传感器MMA7361L为测角传感器，同时配置液晶屏和小型键盘实现了人机交互。该平台具有测量精度高、灵敏度高、价格低的特点，应用前景广阔。
关键词：STM32F103VE；三轴加速度传感器；MMA7361L；角度测量平台

引言
在很多控制系统中，角度值是一个十分重要的物理参数。例如起重机和升降机上都要有角度测控机构来控制起降高度；飞行器自动驾驶系统中都有大量的角度传感器，实时检测飞机偏转角度，以便对飞行姿态进行调整。目前已有利用加速度传感器实现高精度角度测量的设计研究，但主要侧重于单轴的测量，同时进行三轴测量的研究设计鲜有报道。本文将重点讨论采用三轴加速度传感器MMA7361L实现高精度角度检测的软硬件方法。

1 角度检测仪硬件平台设计
采用了高精度三轴加速度传感器MMA7361L作为角度检测模块，数据处理采用最新的带A／D转换功能的STM32F103VE芯片，采用I2C接口的AT24C02A芯片进行周期性数据存储，采用1602液晶模块对角度值进行实时显示，为了扩展系统功能，采用4×4键盘对系统模式进行设置。同时采用声光报警电路，当角度超过设定上限时，进行声光报警提示。角度检测仪硬件平台结构框图如图1所示。

1．1 STM32F103VE控制器
本系统采用新一代低功耗高速工业级芯片STM32F103VE作为控制器核心，芯片采用更优化的32位ARM Cortex-M3内核，时钟频率达到72 MHz。该芯片系统资源和外围接口丰富，内部集成专用时钟、复位以及电源管理模块，支持多种工作模式，内含2个12位高速ADC、80个快速I／O口、7个定时器和多达9个通信接口。