年电子设计大赛论文

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1、2012年山东省大学生电子设计竞赛论文题目:超低功耗倾角测量仪的设计制作（C题）参赛学校：山东工商学院参赛学院：信息与电子工程学院参赛队编号：028C03参赛队员姓名：温汝龙18766579331张芳灵18766531260赵晴18766570722指导教师姓名：张守祥13153510667超低功耗倾角测量仪的设计制作摘要：本测量仪由单片机msp430为主控制器，储有电能的电解电容供电，当充电到25V后接入测量仪系统，每按一下测试按犍进行一次斜面倾角的测量并显示，其测角范围为0〜90度，显示分辨率为0・1度，精度为±5度。还有三轴加速度传感器测量并显示沿X、Y、Z方

2、向重力加速度分量的功能，且测量精度为±5%。该测量仪具有功耗低，结构简单，精度高的特点。关键词：MSP430,电解电容，加速度传感器，低功耗Abstract:TheMCUmsp430isthemaincontrollerofthemeasuringinstrument,andelectrolyticcapacitorthathasstoredpowersupplypower.Accessmeasuringinstrumentsystemwhenelectrolyticcapacitorchargesto25V.Theneverytimeweclickthetestb

3、uttontheinstrumentwillgiveaslantanglemeasurementanddisplay.Themeasuringinstrumentcanmeasuretheanglerangeof0〜90degrees,itsdisplayresolutionwas0.1degreesandtheprecisionis±5degrees・TherearethreeaxisaccelerationsensormeasurementanddisplayalongtheX，Y,Zdirectionaccelerationofgravitycomponent

4、function,andthemeasurementaccuracyofplusorminus5%.Themeasuringinstrumenthastheadvantagesoflowpowerconsumption,simplestructureandhighaccuracy・Keywords:MSP430,electrolyticcapacitor,accelerationsensor,lowpowerconsumption1引言在这机械越來越发达的时代，倾角测量仪被广泛应用于工程机械，道路桥梁检测，山体滑坡检测，汽车电子，水平测量，电力监控，建筑，钻探机械等

5、多个行业的角度测量。应用的广泛更要求了倾角测量仪有较高的精度及更强的抗冲击力。遵循结构简单而可靠性高的原则，设计出基于MSP430单片机的超低功耗倾角测量仪。该测量仪通过MMA7361LC模块采集数据，单片机MSP430程序来计算并显示采样数据，由于传感器MMA7361不会被周围环境影响且门身的灵嫩度较高，这大大提高了该测量仪的精度。此外，整个系统的供电时由2200UF的电容捉供的，从而实现测量仪的超低功耗。2方案论证与设计2.1主控模块方案一：采用传统MCS-51单片机作为主控芯片。51单片机具有8位代码指令、8位数据总线、16位地址总线、6个中断源、4KBRAM

6、、寻址范围16位地址宽度、不能预取指、1种工作模式、不支持协处理器、不支持JTAG调试，是一款具有价格低廉、使用简单、应用广泛较好的芯片。但是由于本测量采集数据使用的是MMA7361,如果使用MCS-51单片机势必要加一个A/D转换电路，这无疑增加了系统的复朵程度，且内部资源比较少，功能相对不丰富，实现过程比较繁琐。方案二：采用MSP430g2553作为主控芯片。MSP430g2553CPU具有一种16位RISC架构，所有的操作（程序流指令除外）均作为寄存器操作与用于源操作数的7种寻址模式和用于目的操作数的4种寻址模式一起执行。Comparator^模块的主要功能是

7、支持高精度的斜坡模数转换、电池电压监控及外部模拟信号的监视，可以监测该测量仪倾角。同时ADC10模块支持快速10位模数转换，U无需CPU的干预即可对ADC采样进行转换和存储，这一功能为系统收集数据捉供了方便。而MSP430g2553的低功耗工作模式更是符合我们超低功耗的要求。综合上述两种方案。我们选择方案二。MSP430g2553更加符合我们的需求，同时也能高要求的完成测量仪的功能，同时大大降低了复杂度，整个系统的性价比也很高。2.2数据采集模块方案一：采用数字式传感器可将被测参数直接转换成数字信号输出，因此它具有以下特点：（1）精确度和分辨率高；（2）抗干扰能