角度传感器简单应用系统

2010年05期（下

）角度传感器简单应用系统

叶贞贞

（合肥学院电子信息与电气工程系

安徽

合肥

230061）

【摘要】本设计以C8051F005单片机为控制核心，用单轴倾角传感器SCA60C 检测平衡板倾斜角度，通过对步进电机的控制达到了控制平衡板旋转角度的目的。

【关键词】角度传感器；C8051F005单片机；角度预置；步进电机；显示联动

0.引言

传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，传感器为系统提供进行处理和决策所必需的原始信息，很大程度上影响和决定着系统的性能，本设计采用以单片机为控制单元，用单轴倾角传感器检测平衡板倾斜角度，采取步进电机控制平衡板角度自动旋转目的。

1.硬件电路设计

角度传感器硬件连接图如图1所示，当步进电机带动平衡板倾斜到使角度传感器SCA60C 处于水平位置时，Vo 端输出+0.5V 的模拟电压。传感器SCA60C 仅可精确检测到0~90度的角度范围，当平衡板转到使角度传感器与水平面成90度的角度时，此时Vo 端输出+5V 的模拟电压。在0~90度的倾角范围内，Vo 端输出的是正比于倾角大小的+0.5~+5V 的模拟电压信号，当平衡板转动到使角度传感器与水平面间的角度从90度到180度的范围变化时，输出端Vo 输出的是从+5V 依次变化到+0.5V 的模拟电压信号[1][2]，因此通过测定传感器SCA60C 输出端Vo 电压的大小即可确定平衡板与水平面的夹角。

图1角度传感器硬件连接图

图2步进电机驱动电路原理图

步进电机驱动电路的设计本系统中，我们选择4相5线步进电机，其驱动电路主要由L297+L298组成，该驱动电路集驱动与保护于一体。L297是脉冲分配器，只要步进电机A 、B 、C 、D 四项依次连接到J1的1、2、3、4各点，且将剩下的一条线接地，L297就会自动的将输入到端口CW/CCW 的脉冲分配给步进电机的各个相序，此时步进电机便可转动[3][4]。控制电机时只需单片机通过I/O 口向L297的cw/ccw 和clock 端发送控制信号即可控制它的转速和正反转。驱动电路原理如图2。

本系统主要由主控制器模块、角度检测模块、A/D 转换模块、键盘模块和显示器模块等部分组成，系统连接图如图3所示：

图3系统框图

图4程序流程图（下转第8页

）

作者简介：叶贞贞（1987.1—），女，汉族，安徽安庆人，就读于合肥学院06级电子信息与电气工程系电子信息工程专业。

◇高教论述◇

2010年05期（下

）民和企业建设绿色农业生产基地，开拓绿色食品市场。

3.2以实施农业标准化为重点，加大绿色农业标准化体系推广

要依托各级农业技术推广部门，在优化生态环境的基础上，大力推广绿色农业生产新技术、新工艺、新品种，用绿色农业的生态意识保护农业生产环境，用绿色农业可持续发展的观点开发利用农业资源，用绿色农产品的生产标准生产现代农产品。农业部门要充分发挥技术优势，结合农业信息网络、农技电波入户、跨世纪青年农民培训“、绿色”证书培训和科技下乡等形式，对广大农民进行绿色农业生产技术规程与质量标准的宣传、培训，提高农业劳动者的绿色生产意识。同时发挥典型示范的推动作用，选择生态环境好、无污染的标准化生产基地，率先向绿色农业转换。

3.3注重调研，做好区划

“十一五”时期，是湖南绿色农业发展的关键时期，要重点建设一批专业化、规模化和标准化的种养业绿色食品基地。各地要在原有农业资源调查与区划基础上，采用GIS 等现代技术手段，与传统方法相结合的方式，继续做好绿色农业资源调查，建立绿色农业资源管理信息库，对农产品原产地自然条件（土壤、大气、水等）进行科学检测，对产地社会经济条件、耕作习惯、区域优势进行调查，在综合分析、科学研究与论证的基础上，确定各地绿色农发展的对策和措施。

3.4扶持一批重点产品和龙头企业。

要选择一批质量好、市场潜力大、产品特色突出、附加值高的重点产品和项目，从各方面予以扶持，使生产要素向重点产品、重点企业集中，扶持一批骨干龙头企业。扶持龙头企业的关键是要在项目、资金、技术、政策环境等方面给予重点倾

斜。在加强示范基地建设的同时，有计划地建设一批高标准、高起点、规模大、市场竞争力强的绿色食品原料生产基地，对基础好、发展潜力大、资源环境有优势的地区优先安排。依托绿色食品原料生产基地，通过优惠政策扶持，新建或改建一批大中型绿色食品加工企业，特别是吸引湖南一些名牌企业加入开发绿色农业的行列。

3.5做精品牌，做大市场。

绿色食品是在优良的产地环境，采用先进的农业技术、先进的管理方式和先进的装备手段生产出来的产品，其品质是一流的。因此，必须大力培育绿色优质品牌，靠优质品牌打开市场，带动产业，增加企业和农民的收入。要坚持质量与发展并重的原则，加强对“从土地到餐桌”全过程质量控制与管理，确保绿色食品的产品质量，维护绿色食品的精品形象。要充分利用绿色食品的竞争优势，加快绿色产品开发，打造一批绿色食品品牌,开拓国际市场；要采取措施，鼓励和扶持绿色食品企业发展成为外向型企业，同时还要引进国外大公司来湖南投资绿色农业，建立外向型的绿色食品出口创汇基地；可以充分利用展示展销、物流配送、超市服务、连锁经营、电子交易、网上销售等现代营销手段，创新营销方式，拓展营销领域，开辟新的市场。【参考文献】

[1]王秋跃,田艳丽.构建“两型”社会背景下绿色农业发展对策探讨[J].贵州商业高等专科学校学报，2008(9).

[2]李祺,刘凌峰.促进湖南生态农业发展建设农业生态文明[J].农业科技管理,2008,(12).

[3]周洁.关于山西绿色农业发展的思考[J].山西农经,2009(1).[4]唐安来,蔡雪芳,郑斌.大力发展绿色农业[J].当代江西,2008(5).

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科

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（上接第48页）系统分为两个工作模式，工作于模式一时，可通过键盘模块预置一个角度，主控制器接收到此信息后，通过控制电机控制模块来使角度检测模块做出转动动作以使平衡板按输入角度完成倾斜动作。同时，角度传感器输出的模拟量经A/D 转换模块转换后送入主控制器，主控制器据此输入判定平衡板是否已倾斜到预置的角度，并据此来控制电机控制模块，并且主控制器模块通过控制显示模块实时的显示平衡板的倾斜角度。通过按键模块可将系统切换到模式二，模式二的功能是能始终保持平衡板的水平，且能使显示模块显示的内容与平衡板联动，两种工作可通过按键来切换。系统使用c8051f00作为控制核心，128*64作为显示器，4*4键盘来输入需要预置的角度。程序具有角度预置和自动寻找平衡点两种模式，根据不同需要选择，具有友好人机界面，操作简单易懂。软件流程图如图4所示：

2.系统测试与分析

表1

系统性能测试

系统测试与分析如表1所示，本系统的误差来源主要有

两方面：1)装配误差：角度传感器要水平装设在平衡板上，装配时很难保证两者严格的在同一平面上，这会使角度传感器不能精确地反映平衡板的倾斜角。2）步进电机误差：步进电机动作是靠不断地输入脉冲来实现的，每输入一个脉冲步进电机会转动一个固定的角度（0.09度）。若预置β度，则应送给步进电机的脉冲数为β/0.09个，但这个数值可能不是整数，需要经取整处理，取整时便引入了误差。另外，步进电机还存在失步和越步的现象，这也会引入误差。

3.结束语

本设计以C8051F005单片机为控制核心，通过把单轴倾角传感器SCA60C 水平的固定在平衡板上，达到了实时检测平衡板倾斜角度的目的，并通过对步进电机驱动电路的控制实现了平衡板的转动。系统可实现通过键盘预置倾斜角度、实时显示角度值、屏幕显示与平衡板倾斜联动和可使平衡板部分始终保持水平等功能。【参考文献】

［1］康华光.电子技术基础：模拟部分[M]．高等教育出版社,2006.［2］康华光.电子技术基础：数字部分[M]．高等教育出版社,2007.

［3］全国大学生电子设计竞赛组委会,全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选[M]．北京理工大学出版社,2006．

［4］陈永真．全国大学生电子设计竞赛试题精选[M]．电子工业出版社,2007．

基本要求测试

发挥部分测试

输入角度大小

平衡时角度

误差

起始倾斜角度

平衡时角度

误差

30°29.07°0.70%14°0°065°65.6°0.90%32°0.3°0.90%94°94.2°0.20%80°0.3°0.38%110°110.4°0.36%76°0.7°0.92%176°

175.7°

0.17

121°

1.2°

0.99%

◇本刊特稿◇

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