基于51单片机的云台姿态测量课程设计分解

单片机课程设计报告

课题名称：云台姿态测量系统设计院系：

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二硬件设计

2.1控制模块

最小系统模块由单片机、晶振。复位电路以及电源组成。常用的单片机有AT系列和STC系列，都能满足方案需求，AT单片机的下载串口软件没找到，STC有配套使用的各种软件，而且成本低，性价比高。综合考虑，为了方便编程调试与下载，选用STC系列。

可用的STC系列51单片机有89C51和89C52。功能一样的前提下，89C52的ROM 更大，故最终选择STC89C52单片机。

最小系统模块的主要的功能是让单片机工作，STC89C52单片机有40个管脚，其中需要用到I/0接口有P0.0-P0.7，P1.0,P1.1。18，19管脚接时钟信号（片内震荡），本次课设采用11.0592MHZ的晶振。9管脚接复位输入端RST，由电容，电阻构成的上电复位电路。20管脚接GND，40管脚接VCC（+5V）电源。

图2.1 STC89C52管脚图

图2.2 51单片机最小系统图

2.2显示模块

市面上显示屏种类繁多，有LCD1602，12232，12864，Nokia5110等一系列显示屏，综合分析比较，本次课设，只需要显示三轴的角度值，简单的ASC2码字符显示，1602显示屏很好的满足的需求，而且操作简单，成本低廉，性价比极高。因此最终选取LCD1602用来显示。

图2.3 LCD1602显示屏管脚图

图2.4 LCD1602实物图

2.3传感器模块

传感器的选择：

方案一：使用ENC-03陀螺仪进行方位测量，工作电压为2.7-5.3V。配合AD转换芯片ADC0804进行采样的模拟量转化为数字量，再传给单片机进行数据处理。

方案二：使用L3G4200D三轴陀螺仪进行方位测量，其内部自带AD转换，直接输出数字信号，工作电压为2.4-3.6V。

比较：方案一需要在转轴部分安装传感器，并且采集的是模拟量，需要外加ADC 芯片进行转换，比较麻烦和不稳定。相比之下，方案二传感器有丰富资源，安装方便，并且电路简单，性能稳定，不用增加复杂的外围电路，利于达到最终的设计目的。

综合考虑，选用方案二。

本次课程设计采用的是L3G4200D三轴陀螺仪。该传感器是一种低功耗三轴陀螺仪，提供三个不同的±250/±500/±2000 dps,它包括一个传感元件和一个IC接口能够提供角速度的检测外部世界，通过一个数字接口（IIC/SPI）.传感元件是采用专门微细加工工艺，而IC接口技术实现了用CMOS允许设计一个专门的电路，以更好的匹配传感元件的特点。

特点：

① IIC/SPI数字输出接口

②两个数字输出线

③宽电压，2.4到3.6V

④高冲击生存能力，稳定

⑤工作温度：-40°— +85°

⑥省电和睡眠模式

⑦ 16比特率值的数据输出

图2.5 L3G4200D三轴陀螺仪

附录B：电路设计图

附录B图总体电路设计图