基于TMS320LF2407的加速度度傳感器ADXL203的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 2011-06-09 14:14:58來源:互聯(lián)網(wǎng)

一 引言
加速度傳感器一直是振動(dòng)測試中的重要元件。ADXL203加速度計(jì)是美國模擬器件（AD）公司的新型單芯片雙軸傳感器，測量范圍是±1.7g.可以承受3500g振動(dòng)沖擊。相對于傳統(tǒng)的加速度計(jì)，他的成本比較低，性能好，功耗低。此外，該加速度計(jì)可以同時(shí)測量兩個(gè)垂直方向的加速度，適用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的加速度測量。
二 測量原理
ADXL203采用先進(jìn)的MEMS技術(shù)，由一個(gè)利用表面微機(jī)械加工的多晶體硅機(jī)構(gòu)和一個(gè)差動(dòng)電容器組成。在加速度的作用下，多晶體硅結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生偏移，于是就會(huì)拉動(dòng)電容的運(yùn)動(dòng)極板滑動(dòng)是電容值發(fā)生變化，最終導(dǎo)致輸出方波的變化，利用這個(gè)原理，就可以通過查動(dòng)電容檢測到加速度的變化，加速度與輸出方波成正比。
三 應(yīng)用要點(diǎn)
ADXL203可以測量靜態(tài)加速度，也可以測量動(dòng)態(tài)加速度，其最小帶寬為0.5Hz，最大帶寬可以達(dá)到2500Hz，其滿足下面的關(guān)系式：


點(diǎn)擊看大圖
在設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確定北側(cè)加速度頻率范圍，然后再設(shè)定濾波器的參數(shù)。盡量使濾波器的帶寬略高于被測頻率，這樣做不僅有利于濾除高頻干擾，也有利于降低系統(tǒng)噪聲干擾。因?yàn)锳DXL203固有噪聲與帶寬的關(guān)系如下：


點(diǎn)擊看大圖

因此要選擇合適的帶寬，如果一味提高通頻帶寬將會(huì)給測量帶來更多的噪音，降低測量精度。
四 實(shí)際應(yīng)用
在加速度測量研究中，我們采用了TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407DSP信號處理器來進(jìn)行處理。這里首先介紹一下2407的特點(diǎn)與性能。
1 TMS320LF2407的硬件特點(diǎn)。
采用了采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，使得供電電壓降為3.3V，減少了功耗；基于TMS320C2xx
DSP的CPU核，保證與TMS320系列DSP代碼兼容；片內(nèi)有高達(dá)32K字的單口RAM（SARAM）；兩個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB，適用于控制各類電機(jī)；看門狗定時(shí)模塊（WDT）；控制局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）2.0B模塊；串行通信接口（SCI）模塊；16位的串行外設(shè)接口（SPI）模塊；JTAG接口，使得在系統(tǒng)編程（ISP）很容易實(shí)現(xiàn)；10位A/D轉(zhuǎn)換器最小的轉(zhuǎn)換時(shí)間為500ns，可選擇由兩個(gè)事件管理器來觸發(fā)2個(gè)8通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器或1個(gè)16通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器，而每次要轉(zhuǎn)換的通道都可通過編程來選擇。需要說明的是，TMS320LF2407
DSP是丁點(diǎn)16位芯片，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位是16位的字，每個(gè)地址（包括程序地址，數(shù)據(jù)地址及I/O地址）所存的數(shù)據(jù)都是16位。
2 軟件環(huán)境。
TMS320C2407
DSP提供兩種編程語言：匯編語言和C語言。