專利名稱：一種基于加速度計的數(shù)字傾角儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于數(shù)字傾角測量，基于MEMS加速度傳感器技術(shù)，涉及單片機(jī)、加速度計以及液晶顯示裝置，尤其涉及一種基于加速度計數(shù)字傾角儀?？梢杂糜谒浇嵌?、相對角度、傾角測量，并且可以根據(jù)預(yù)設(shè)的角度范圍，進(jìn)行聲光報警提示。
背景技術(shù)：
基于單片機(jī)和加速度計的數(shù)字水平儀是當(dāng)前傾角測試儀器數(shù)字化發(fā)展的方向。傾角儀在人們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅３Ｒ姡泻芏鄳?yīng)用場合，可以應(yīng)用于建筑、道路、汽車、橋梁、石油、煤礦和地質(zhì)勘探等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的水泡式條式水平儀相比，數(shù)字傾角儀可以直接測量儀器面與水平面的傾角，測量的傾角可以在液晶上顯示為角度，大大提高了測量精度和測量范圍，并且攜帶方便，可大大地提高工作效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于MEMS加速度計便攜式數(shù)字傾角儀。該儀器能夠?qū)?個方向360度完全測量；當(dāng)傾角儀倒置，液晶顯示的角度讀數(shù)會自動翻轉(zhuǎn)朝上便于閱讀，并且可以根據(jù)預(yù)設(shè)的角度范圍，進(jìn)行聲光報警提示。具有能耗低，攜帶方便，測量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種基于加速度計的數(shù)字傾角儀，包括信息處理單元，還包括加速度計傳感器單元、報警單元和液晶顯示單元，其中加速度計傳感器單元與信息處理單元輸入端相連，信息處理單元輸出端分別與報警單元和液晶顯示單元相連。本實(shí)用新型還具有以下技術(shù)特點(diǎn):所述的信息處理單元為MC9S12XS128單片機(jī)。所述的加速度計傳感器單元選擇飛思卡爾公司的MMA7361。所述的液晶顯示單元采用諾基亞5110液晶顯示器。所述的報警單元由一個蜂鳴器和LED指示燈組成。本實(shí)用新型提高了測量精度和測量范圍，并且攜帶方便，可大大地提高工作效率。具有制作方便，電路簡單，成本低等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的總體電路連接原理圖。圖3為本實(shí)用新型的工作流程圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
[0016]參照圖1，本實(shí)用新型的基于加速度計數(shù)字傾角儀，包括信息處理單元和液晶顯示單元以及報警單元，還包括三軸加速度傳感器組成的傳感器單元，其中傳感器單元與信息處理單元輸入端相連，信息處理單元輸出端分別于報警單元和液晶顯示單元相連。信息處理單元主要由MC9S12XS128單片機(jī)組成。MC9S12XS128maa芯片是Freescale公司開發(fā)的16位單片機(jī)，提供豐富的指令系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的數(shù)值運(yùn)算和邏輯運(yùn)算能力，128KB的內(nèi)部Flash程序存儲器，12KB的RAM存儲器，4KB的EEPR0M，片上集成了串行通信接口、串行設(shè)備接口，USB接口、A/D轉(zhuǎn)換器、PWM和CAN等功能模塊，其能實(shí)時處理傳感器信號，根據(jù)按鍵控制單元輸入的信息，接收CAN總線數(shù)據(jù)，向液晶顯示單元輸出處理后信息。加速度計傳感器單元選擇飛思卡爾公司的MMA7361，三軸小量程加速傳感器是檢測物件運(yùn)動和方向的傳感器，它根據(jù)物件運(yùn)動和方向改變輸出信號的電壓值。各軸的信號在不運(yùn)動或不被重力作用的狀態(tài)下(Og)，其輸出為1.65V。如果沿著某一個方向活動，或者受到重力作用，輸出電壓就會根據(jù)其運(yùn)動方向以及設(shè)定的傳感器靈敏度而改變其輸出電壓。三軸加速度傳感器也可以分別測出傾角儀的各個軸向的加速度值，進(jìn)而求的各軸的傾斜角度。將三軸加速度傳感器提供的3路AD信號，分別與單片機(jī)的ΑΝ00、ANOU AN02相連。將加速度計測得的電壓信號轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可處理的數(shù)字信號。測出3組3軸傾角值。液晶顯示單元采用諾基亞5110 (P⑶8544控制器)液晶顯示器，48*84點(diǎn)陣IXD。當(dāng)正放在一個平面時，顯示為O度；倒放在平面上時，顯示為180度，此時液晶上的數(shù)字已經(jīng)被翻轉(zhuǎn)，正立顯示。旋轉(zhuǎn)一周后，顯示360度，回到原位顯示為O。報警單元由一個蜂鳴器和LED指示燈組成，分別與單片機(jī)的一個I/O 口連接。當(dāng)傾角儀所放置的位置的度數(shù)超過設(shè)定的警示角度界限時，傾角儀會發(fā)出聲光報警。參照圖2，本實(shí)用新型的基于加速度計的數(shù)字傾角儀采用5V供按鍵控制單元和信息處理單元使用，再由LMl117-3.3將5V降為3.3V供給液晶顯示單元單片機(jī)MC9S12XS128單片機(jī)MC9S12XS128通過PB5 口控制三極管PSS8550給液晶顯示供電，單片機(jī)MC9S12XS128通過PBO 口、PBl 口、PB2 口、PB3 口、PB4 口與諾基亞5110 (PCD8544控制器)液晶顯示器的RST 口，SEC 口、D/C 口、SDIN 口、SCLK 口相連來控制液晶顯示器工作。參照圖3，本實(shí)用新型的基于加速度計數(shù)字傾角儀的工作流程圖:MC9S12XS128單片機(jī)控制液晶電源導(dǎo)通，經(jīng)AD采樣后，將測得的各軸的電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量，測出相應(yīng)的各軸加速度和各軸加速度，經(jīng)過單片機(jī)的處理運(yùn)算后得出傾斜角，處理后控制液晶顯示該傾角信息。
權(quán)利要求1.一種基于加速度計的數(shù)字傾角儀，包括信息處理單元，其特征在于:還包括加速度計傳感器單元、報警單元和液晶顯示單元，其中加速度計傳感器單元與信息處理單元輸入端相連，信息處理單元輸出端分別與報警單元和液晶顯示單元相連。
2.如權(quán)利要求1所述的基于加速度計的數(shù)字傾角儀，其特征在于:所述的信息處理單元為MC9S12XS128單片機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于加速度計的數(shù)字傾角儀，其特征在于:所述的加速度計傳感器單元選擇飛思卡爾公司的MMA7361。
4.如權(quán)利要求1所述的基于加速度計的數(shù)字傾角儀，其特征在于:所述的液晶顯示單元采用諾基亞5110液晶顯示器。
5.如權(quán)利要求1所述的基于加速度計的數(shù)字傾角儀，其特征在于:所述的報警單元由一個蜂鳴器和LED指示燈組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于加速度計的數(shù)字傾角儀，包括信息處理單元，還包括加速度計傳感器單元、報警單元和液晶顯示單元，其中加速度計傳感器單元與信息處理單元輸入端相連，信息處理單元輸出端分別與報警單元和液晶顯示單元相連。本實(shí)用新型提高了測量精度和測量范圍，并且攜帶方便，可大大地提高工作效率。具有制作方便，電路簡單，成本低等特點(diǎn)。
文檔編號G01C9/00GK202994144SQ20122058083
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者呂魁超, 趙玉河, 孫恩民 申請人:長安大學(xué)