基于CC1110的無線雙軸傾角傳感器設計

摘要：無線雙軸傾角傳感器是利用MEMS傾角傳感器采集信號，并通過無線方式傳輸測量現場中被測物端面傾斜角度的測量儀器。本文介紹了一種以STC89C52單片機為控制核心，結合ADXL202加速度傳感器，以及無線芯片CC1110設計的無線雙軸傾角傳感器。該系統(tǒng)體積小、穩(wěn)定性好、功耗低、通信效率高，因此可廣泛應用于測量、監(jiān)測等工業(yè)領域。

關鍵詞：傾角傳感器；STC89C52；CC1110；ADXL202

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.11.006

角度傳感器是一種利用重力加速度原理實現測量的傳感器。因為重力加速度g的方向始終是豎直向下的，如果空間平面水平，即與g垂直，則g在平面上的投影為0；如果空間平面不是水平的，即與g之間有夾角，則g在這個空間平面上的投影不為0。如圖5所示，通過加速

度傳感器，感應出軸上的重力加速度g，進而可以平面傾角。傳感器的輸出與重力加速度之間存在下列關系：

sinα=AX/g (1)

其中，AX表示加速度傳感器的輸出，g是以重力作為參考的加速的值，α代表傳感器的傾角。傳感器測試到加速度之后，輸出帶有加速度信息的電壓信號，即可以表征出相應的角度值。

α＝arcsin(AX/g) (2)

在加速度的基礎上實現對角度的測量，它以重力為輸入矢量，以此來決定物體在空間的狀態(tài)，即物體的角度反應。將加速度傳感器固定在物體的水平面上，當物體角度改變時，加速度傳感器的敏感軸隨之轉動相應的角度，由于重力的作用，傳感器敏感

CC1110的兩個引腳P1_0、P1_1外接兩個發(fā)光二極管，作為無線通信的閃爍標志；RF_N、RF_P引腳外接天線做無線收發(fā)使用，23腳(RF_P)在RX期間向LNA輸入正向射頻信號，在TX期間接受來自PA的輸入正向射頻信號；24腳(RF_N)在RX期間向LNA輸入負向射頻信號，在TX期間接受來自PA的輸入負向射頻信號；X1、X2提供系統(tǒng)工作需要的晶振，其中X2是32.768kHz的XOSC，X1是32MHz的晶振；DVDD外接2.0～3.6V電源供電，其中2腳為I/O供電，19腳、22腳、25腳、26腳、29腳為模擬電路的連接供電；27引腳(RBIAS)接電阻，為參考電流提供精確的偏置電阻；31腳是復位引腳，連接一個復位電路，設計電路如圖8所示。

實現了傾角信號在LCD上的正確顯示。進而連接上位機，將無線接收信號輸入上位機，通過軟件的調試，得到了正確的顯示結果。最終，整個系統(tǒng)實現了對傾角信號的成功測量，達到了預期效果。實驗結果表明，本設計具有一定的可行性和實用性。

本文通過將MEMS的加速度傳感器、單片機技術，以及無線通信技術的有機結合，完成了無線雙軸傾角傳感器的設計。主要包括電源模塊、傳感器的調理模塊、單片機控制模塊、顯示模塊和無線收發(fā)模塊。該系統(tǒng)體積小、穩(wěn)定性好、功耗低、通信效率高，可廣泛應用于工業(yè)領域，尤其是可用于復雜惡劣的工作環(huán)境進行信號采集，應用前景十分廣泛。