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资源说明：本文提出以双轴传感器SCA100t 和C8051F 单片机实现的设计，可大大降低系统本钱，不但可以构成一个单独的数字输出传感器，也可以作为一个丈量模块，嵌进到丈量控制系统中，广泛应用于机器人控制、平台姿态(俯仰和滚转)丈量、双轴加速度丈量等系统中。
本文探讨了基于SCA100t双轴传感器和C8051F单片机设计的数字倾角传感器，这种设计旨在降低成本并提供高效、灵活的解决方案，适用于多种应用场景，如机器人控制、平台姿态测量（俯仰和滚转）以及双轴加速度测量。
1. SCA100t传感器
SCA100t是VTI公司生产的一款硅基加速度传感器，具备以下特点：
- 可以同时测量X-Y两个轴的倾角。
- 测量范围为1.7g，灵敏度为1.2V/g。
- 使用+5V单电源供电，输出为两个模拟比例电压，并内置11位AD转换器。
- 兼容SPI的数字输出，可通过SPI接口访问内部温度传感器。
- 芯片封装为12脚SMD，安装时需注意方向。
2. C8051F单片机
C8051F005是Silicon公司的高性能微控制器，兼容8051指令集，具备SPI、IIC和AD等扩展外设，支持单指令周期，配备JTAG接口，便于编程与调试。
3. 硬件电路设计
系统电源分为两路，一路为传感器供电，使用精密稳压芯片REF195确保5V稳定电压；另一路为单片机提供3.3V电源。传感器输出通过SPI接口与单片机通信，由于时序不匹配，使用软件模拟SPI总线读写数据。同时，模拟输出接口也引出，以便用户选择合适的接口。
4. 数据采集与处理
C8051F单片机负责控制SCA100t，读取双轴测量数据和内部温度值，执行电压值到角度的转换，数据修正，软件滤波以及串口命令接收和数据输出。
5. 系统软件设计
软件采用C51语言编写，采用模块化结构，主要包括控制SCA100t、数据读取、角度转换、数据输出修正、软件滤波和串口通信等功能。
6. 提高精度措施
- 供电电路设计：使用REF195稳定传感器电源，增加滤波电容减少误差，用铁壳进行电磁屏蔽。
- 软件滤波：通过数组存储和加权平均数据来平滑输出，减少波动，延迟5次数据处理满足系统需求。
- 温度补偿：读取传感器内部温度，对测量值进行补偿，消除温度影响。
该设计结合了SCA100t传感器的高精度和C8051F单片机的处理能力，构建了一款经济且高效的数字倾角传感器，不仅能满足基本的倾斜测量需求，还具备良好的稳定性和适应性，广泛适用于各种工业应用。
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