杆塔倾斜终端监测装置软硬件设计

杆塔倾斜监测装置软硬件设计1.1 系统框图

2 器件选型

2.1 单片机：Atmega8L

●A VR单片机是Atmel公司于1997年推出的RISC单片机。RISC(精简指令系统计算机)是相对于CISC

（复杂指令系统计算机）而言的。计算机的结构更加简单合理而提高运算速度。

●A VR单片机吸收了DSP双总线的特点，采用Harvard总线结构，单片机的程序存储器和数据存储器是

分离的，并且可以对具有相同地址的程序存储器和数据存储器进行独立的寻址。

●A VR单片机具有良好的集成性能。内置JTAG，ISP，Flash，SPI，IIC，A/D，EEPROM，SRAM，PWM。

●A VR单片机具有多个系列，包括：A Ttiny（低档），AT90（中档），ATmega（高档增强型）。

●

2.2 ATmega8L单片机特点：

●高性能、低功耗的8位AVR微控制器，先进的RISC精简指令集结构

●130条功能强大的指令，大多数为单时钟周期指令

●32个8位通用工作寄存器

●工作在16MHz时，具有16MIPS的性能

●片内集成硬件乘法器（执行速度为2个时钟周期）

●*片内集成了较大容量的非易失性程序和数据存储器以及工作存储器

●8K字节的Flash程序存储器，擦写次数：＞10000次

●支持可在线编程（ISP）、可在应用自编程（IAP）

●带有独立加密位的可选BOOT区，可通过BOOT区内的引导程序区（用户自己写入）来实现IAP

编程。

●512个字节的E2PROM，擦写次数：100000次

●1K字节内部SRAM

●可编程的程序加密位

●*丰富强大的外部接口（Peripheral）性能

●2个具有比较模式的带预分频器（Separate Prescale）的8位定时/计数器

●1个带预分频器（SeParat Prescale），具有比较和捕获模式的16位定时／计数器

●1个具有独立振荡器的异步实时时钟（RTC）

●3个PWM通道，可实现任意＜16位、相位和频率可调的PWM脉宽调制输出

●8通道A/D转换（TQFP、MLF封装），6路10位A/D+2路8位A/D

●6通道A/D转换（PDIP封装），4路10位A/D+2路8位A/D

●1个I2C的串行接口，支持主/从、收/发四种工作方式，支持自动总线仲裁

●1个可编程的串行USART接口，支持同步、异步以及多机通信自动地址识别

●1个支持主/从（Master/Slave）、收/发的SPI同步串行接口

●带片内RC振荡器的可编程看门狗定时器

●片内模拟比较器

●*特殊的微控制器性能

●可控制的上电复位延时电路和可编程的欠电压检测电路

●内部集成了可选择频率（l/2/4/8MHZ）、可校准的RC振荡器

●外部和内部的中断源18个

●五种睡眠模式：空闲模式（Idle）、ADC噪声抑制模式（ADC Noise Reduction）。

●省电模式（Power－save）、掉电模式（Power－down）、待命模式（Standby）

●*I/O口和封装

最多23个可编程I/O口，可任意定义I/O的输入/输出方向；输出时为推挽输出，驱动能力强，可直接驱动LED等大电流负载：输入口可定义为三态输入，可以设定带内部上拉电阻，省去外接上拉电阻

28脚PDIP封装，32脚TQFP封装和32脚MLF封装

*宽工作电压

2.7V-5.5V（ATmega8L）

4.5V-

5.5V（ATmega8）

*高运行速度

O-8MHz（ATmega8L）

0-16MHz（ATmega8）

*低功耗

正常模式（Active）：3.6mA

空闲模式（Idle Mode）：1.0 mA

掉电模式（Power－down Mode）：0.5uA

2.3 器件选型：

●芯片选型原则：工业级以上（－40至＋85度）。

●电源类型：外围芯片全部选择＋5V供电芯片。

●晶振选型：8M晶振。

●电容造型：贴片电容&电解电容&钽电容。

●电感选型：大功率全封闭磁芯贴片电感。

●电阻选型：全部选取0805封装的贴片电阻。

3 传感器选型

3.1 倾角传感器

●选型原则：简单实用，质量可靠

●型号： SCA100T-DO1

●传感器参数：

工作电压 4.75-5.25V

工作电流 4 mA

工作温度 -40-125℃

测量量程 +/-30°

频率响应 8-28 Hz

零点输出 VDD/2 V

零点校正误差 +/-0.11°

零点数字输出 1024LSB

灵敏度 4V/g

在0…1度范围内 70mV/度

灵敏度校正误差 +/-0.5 %

数字灵敏度 1638LSB/g

数字分辨率 11Bits 0．035°/LSB

模拟输出分辨率 0.0025°

交叉灵敏度最大值 4 4 %

长期稳定性 <0.014 °

3.2 温湿度传感器

●选型原则：简单实用，保证供货

●目前选用型号：DS18B20

●传感器参数：

温度测量范围-55℃~+125℃

电源电压3~5.5V

在-10℃~+85℃区间测量精度为0.5℃。