CN202994144U - 一种基于加速度计的数字倾角仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于加速度计的数字倾角仪，包括信息处理单元，还包括加速度计传感器单元、报警单元和液晶显示单元，其中加速度计传感器单元与信息处理单元输入端相连，信息处理单元输出端分别与报警单元和液晶显示单元相连。本实用新型提高了测量精度和测量范围，并且携带方便，可大大地提高工作效率。具有制作方便，电路简单，成本低等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于数字倾角测量，基于MEMS加速度传感器技术，涉及单片机、加速度计以及液晶显示装置，尤其涉及一种基于加速度计数字倾角仪。可以用于水平角度、相对角度、倾角测量,并且可以根据预设的角度范围，进行声光报警提示。
背景技术
基于单片机和加速度计的数字水平仪是当前倾角测试仪器数字化发展的方向。倾角仪在人们日常生活中非常常见，有很多应用场合，可以应用于建筑、道路、汽车、桥梁、石油、煤矿和地质勘探等领域。与传统的水泡式条式水平仪相比，数字倾角仪可以直接测量仪器面与水平面的倾角，测量的倾角可以在液晶上显示为角度，大大提高了测量精度和测量范围，并且携带方便，可大大地提高工作效率。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种基于MEMS加速度计便携式数字倾角仪。该仪器能够对4个方向360度完全测量；当倾角仪倒置，液晶显示的角度读数会自动翻转朝上便于阅读，并且可以根据预设的角度范围，进行声光报警提示。具有能耗低，携带方便，测量准确的特点。
为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种基于加速度计的数字倾角仪，包括信息处理单元，还包括加速度计传感器单元、报警单元和液晶显示单元，其中加速度计传感器单元与信息处理单元输入端相连，信息处理单元输出端分别与报警单元和液晶显示单 元相连。
本实用新型还具有以下技术特点：
所述的信息处理单元为MC9S12XS128单片机。
所述的加速度计传感器单元选择飞思卡尔公司的MMA7361。
所述的液晶显示单元采用诺基亚5110液晶显示器。
所述的报警单元由一个蜂鸣器和LED指示灯组成。
本实用新型提高了测量精度和测量范围，并且携带方便，可大大地提高工作效率。具有制作方便，电路简单，成本低等特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的总体电路连接原理图。
图3为本实用新型的工作流程图。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的基于加速度计数字倾角仪，包括信息处理单元和液晶显示单元以及报警单元，还包括三轴加速度传感器组成的传感器单元，其中传感器单元与信息处理单元输入端相连，信息处理单元输出端分别于报警单元和液晶显示单元相连。
信息处理单元主要由MC9S12XS128单片机组成。MC9S12XS128maa芯片是Freescale公司开发的16位单片机，提供丰富的指令系统，具有较强的数值运算和逻辑运算能力，128KB的内部Flash程序存储器，12KB的RAM存储器，4KB的EEPROM，片上集成了串行通信接口、串行设备接口，USB接口、A/D转换器、PWM和CAN等功能模块，其能实时处理传感器信号，根据按键控制单元输入的信息，接收CAN总线数据，向液晶显示单元输出 处理后信息。
加速度计传感器单元选择飞思卡尔公司的MMA7361，三轴小量程加速传感器是检测物件运动和方向的传感器，它根据物件运动和方向改变输出信号的电压值。各轴的信号在不运动或不被重力作用的状态下（0g）,其输出为1.65V。如果沿着某一个方向活动，或者受到重力作用，输出电压就会根据其运动方向以及设定的传感器灵敏度而改变其输出电压。三轴加速度传感器也可以分别测出倾角仪的各个轴向的加速度值，进而求的各轴的倾斜角度。
将三轴加速度传感器提供的3路AD信号，分别与单片机的AN00、AN01、 AN02相连。将加速度计测得的电压信号转化为单片机可处理的数字信号。测出3组3轴倾角值。
液晶显示单元采用诺基亚5110（PCD8544控制器）液晶显示器，48*84点阵LCD。当正放在一个平面时，显示为0度；倒放在平面上时，显示为180度，此时液晶上的数字已经被翻转，正立显示。旋转一周后，显示360度，回到原位显示为0。报警单元由一个蜂鸣器和LED指示灯组成，分别与单片机的一个I/O口连接。当倾角仪所放置的 位置的度数超过设定的警示角度界限时，倾角仪会发出声光报警。
参照图2，本实用新型的基于加速度计的数字倾角仪采用5V供按键控制单元和信息处理单元使用，再由LM1117-3.3将5V降为3.3V供给液晶显示单元单片机MC9S12XS128单片机MC9S12XS128通过PB5口控制三极管PSS8550给液晶显示供电，单片机MC9S12XS128通过PB0口、PB1口、PB2口、PB3口、PB4口与诺基亚5110(PCD8544控制器)液晶显示器的RST口，SEC口、D/C口、SDIN口、SCLK口相连来控制液晶显示器工作。
参照图3，本实用新型的基于加速度计数字倾角仪的工作流程图： MC9S12XS128单片机控制液晶电源导通，经AD采样后，将测得的各轴的 电压信号转变为数字量，测出相应的各轴加速度和各轴加速度，经过单片机的处理运算后得出倾斜角，处理后控制液晶显示该倾角信息。
Claims (5)
1.一种基于加速度计的数字倾角仪，包括信息处理单元，其特征在于：还包括加速度计传感器单元、报警单元和液晶显示单元，其中加速度计传感器单元与信息处理单元输入端相连，信息处理单元输出端分别与报警单元和液晶显示单元相连。
2.如权利要求1所述的基于加速度计的数字倾角仪，其特征在于：所述的信息处理单元为MC9S12XS128单片机。
3.如权利要求1所述的基于加速度计的数字倾角仪，其特征在于：所述的加速度计传感器单元选择飞思卡尔公司的MMA7361。
4.如权利要求1所述的基于加速度计的数字倾角仪，其特征在于：所述的液晶显示单元采用诺基亚5110液晶显示器。
5.如权利要求1所述的基于加速度计的数字倾角仪，其特征在于：所述的报警单元由一个蜂鸣器和LED指示灯组成。
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| CN 201220580832 CN202994144U (zh) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 一种基于加速度计的数字倾角仪 |
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