基于msp430的高精度倾角测量系统设计与实现

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1、基于MSP430的高精度倾角测量系统设计与实现周庆飞，等基于MSP430的高精度倾角测量系统设计与实现周庆飞，徐明龙(西安交通大学航天航空学院强度与振动教育部重点实验室陕西西安，710049)摘要：针对数字化火力对抗系统中装备倾斜角度精确测量的要求，设计了一种高精度的倾角测量系统。系统包括以加速度计SCA103T和微处理器MSP430为核心的硬件电路，以A/D转换器ADS1110采样控制、温度传感器DS18B20温度补偿和全双工异步通信为核心的下位机软件，以及以微软基础类为核心的上位机软件。编写IIR数字滤波算法，充分抑制振动噪声干扰。实测结果显示，本系统倾角

2、测量精度可达0.002°，具备环境温度补偿功能，满足实际火力对抗的需求。关键词：加速度计；MSP430；ADS1110；温度补偿；IIR数字滤波Abstract:Accordingtotherequirementsofaccuratemeasurementforequipment’stiltangleindigitalcounterfiresystem,aninclinationmeasuringsystemwithhigh-resolutionwasdesigned.Thesystemwascomposedbythehardwarecircuitwithth

3、ekernelofaccelerometerSCA103TandMCUMSP430,thesubordinatecomputersoftwarewiththekernelofADCADS1110samplingcontrol,temperaturesensorDS18B20temperaturecompensationandfull-duplexasynchronouscommunication,andthesupervisorycomputersoftwarewiththekernelofMFC.TheIIRdigitalfilteringalgorithm

4、wascompliedtoachievetheinhibitionofthevibrationnoisefully.Theresultshowsthattheaccuracyoftheinclinationmeasuringsystemisupto0.002°，withthetemperaturecompensation,andthesystemmeetstheactualneedsoffirepowercountermeasure.Keywords:Accelerometer;MSP430;ADS1110;Temperaturecompensation;II

5、Rdigitalfiltering中图分类号：TM932文献标识码：B文章编号：1001-9227(2011)01-0040-040引言RC电路、电压跟随器等，其中MSP430微处理器模块软件部在装甲车辆数字化火力对抗系统中，炮管指向的精分由A/D采样控制、IIR数字滤波和异步串行通信构成。具确测量是实现对目标准确打击的前提和保障。倾角测量是体工作原理如下：当测量系统发生角度倾斜时，加速度计测量炮管指向的关键环节，其测量精度以及抗振动干扰的感应地球重力加速度在其测量轴上的分量大小并将该加能力将直接影响最终的射击效果。速度信号转换成两路模拟电压差动信号,该信号经

6、A/D采本文详细阐述了倾角测量系统的整体设计及实现方样后输送到微处理器中进行IIR数字滤波处理并依据一定案，重点介绍了利用加速度测倾角的原理、测量控制电路的关系式换算成相对应的倾角值；同时温度传感器采集温的硬件设计、下位机软件程序的编写、IIR数字滤波器算度信号并将其输送到微处理器中，微处理器依据温度漂移法的实现、上位机应用软件的制作及与下位机的异步通信二次拟合函数将温度信号换算成相应的修正值并结合该等组成部分。本系统在西安交通大学强度与振动教育部重值对当前倾角实施温度补偿，通过RS232接口传输到上位点实验室已通过高低温实验测试，并且在某军区数字化火机显示。

7、其硬件电路原理图如图2(a)～(c)所示：力对抗系统中得到应用。1系统硬件设计(a)信号采集电路图图1系统结构框图图1为系统结构框图。本系统主要包括加速度计SCA103T模块、A/D采样ADS1110模块、微处理器MSP430模块、温度测量DS18B20模块、RS232接口以及稳压电源模块、收稿日期:2009-01-26作者简介:周庆飞,硕士研究生,主要研究方向为传感器技术、智能传感。(b)信号处理及接口电路图40《自动化与仪器仪表》2011年第1期（总第153期）输出满足对隔离的要求，有效避免外界噪声耦合干扰；此外，还选用了78L05和TPS76033线性稳

8、压器，分别为系统提供5V和3.3V直流