加速度测量仪的设计
> 课程设计报告
题 目：加速度测量仪的设计 专 业：电子信息工程 年 级：2010级 学 号： 学生姓名： 联系电话： 指导老师：
完成日期：2013年 12月10日
摘 要
利用ADXL345模块、STC89C52RC 、LCD1602、12MHZ 晶振等元件，制作加速度测量仪，实现能够测量静态下的重力加速度值和物体的倾角。经测试，系统达到课程设计的基本要求，具有易于操作，制作成本低的优点。
关键词：ADXL345模块；STC89C52RC ；LCD1602；加速度测量仪；重力加速度；倾角
ABSTRACT
Using the ADXL345 module, STC89C52RC, LCD1602, 12MHZ crystal element, making acceleration measurement instrument, and can dip angle acceleration of gravity measuring static values and objects. After testing, the system to meet the basic requirements of curriculum design, has the advantages of easy operation, advantages of low production cost.
Key Words : the ADXL345 module; STC89C52RC; LCD1602; accelerometer; gravity acceleration; angle
目 录
摘 要.............................................................................................................................................. II ABSTRACT . ................................................................................................................................... I II 1 设计要求及方案选择 . .................................................................................................................. 1
1.1设计要求 . ........................................................................................................................... 1 1.2方案选择 . ........................................................................................................................... 1 2 理论分析与设计 . ........................................................................................................................ 2
2.1加速度测量仪电路的分析及设计 . ................................................................................... 2 3 电路设计 . .................................................................................................................................... 3
3.1 硬件电路的设计 . .............................................................................................................. 3 3.2 软件的设计 . .................................................................................................................... 6 4 系统测试 . ...................................................................................................................................... 7
4.1调试所用的基本仪器清单 . ............................................................................................... 7 4.2调试结果 . ........................................................................................................................... 7 4.3测试结果分析 . ................................................................................................................... 7 5 总结............................................................................................................................................... 8 参考文献 . .......................................................................................................................................... 9
1 设计要求及方案选择
1.1设计要求
1. 能测量静态下的重力加速度值；
2. 能测量运动加速度，包括直线运动和圆周运动（或摆动）； 3. 实时显示加速度值； 4. 能测量物体的倾角。 1.2方案选择
利用单片机89C52、LCD1602和ADXL345等元件设计并制作加速度测量仪，电路设计框图如图1-2-1所示。
图1-2-1加速度测量仪设计方案框图
（1） 根据设计要求，本设计选择STC89C52芯片为核心控制器件。
（2） 测量所得的数据的显示用LCD1602液晶屏来显示，加速度感应仪器，我采用
ADXL345模块。功能选择部分由按键控制，4个按键分别连P1.1、P1.2、P3.2、P3.3。
（3） 其他方面，89C52第31脚（EA ）接电源，第19、18（XTAL2、XTAL1）脚接晶振
电路，第9脚接复位电路。
（4） 软件设计方面用C 语言编写控制程序。
2 理论分析与设计
2.1加速度测量仪电路的分析及设计
加速度测量仪电路如图2-1-1所示
图2-1-1 加速度测量仪电路图
它由复位电路、晶振电路、核心控制电路、显示电路、按钮切换电路和加速度感应电路组成。工作电压是5V 。
3 电路设计
3.1 硬件电路的设计
加速度测量仪总电路如图3-1-1所示
图3-1-1 加速度测量仪总电路图
其中（1）复位电路如图3-1-2所示
图3-1-2 复位电路图
复位电路由1k 电阻、10uf 的电容、10k 电阻、按键组成，主要是实现复位功能。
（2）晶振电路如图3-1-3所示
图3-1-3 晶振电路图
晶振电路由2个30pf 的电容、12MHZ 晶振组成，主要实现向电路提供时钟信号的功能。
（3）核心控制电路如图3-1-4所示
图3-1-4 核心控制电路图
它是一个STC89C52芯片，是整个电路的核心，用来写入程序，控制整个电路，控制加速度感应器和显示器，让模块实现数据测量和数据显示功能。
（4）加速度测量模块电路如图3-1-5所示
图3-1-5 加速度测量模块电路图
它是一个ADXL345模块，SCL 管脚接P1.4，SDA 管脚接P1.3，5v 管脚接电源+5v，GND 接地。实现加速度感应功能。
（5）显示电路如图3-1-6所示
图3-1-6 显示电路图
它由1k 排阻、LCD1602液晶屏、P1、P0口等组成，实现显示所测得的数据的功能。
3.2 软件的设计
1）主要流程图如图3-2-1所示
图3-2-1 主要流程图
4 系统测试
4.1调试所用的基本仪器清单
调试的仪器有：焊烙铁、焊锡、1k 电阻、导线、万用表等。 4.2调试结果
经过调试，实物能经过控制按钮来切换测量所得数据，其中有静止时的重力加速度和物体的倾角。其中测量静止加速度值显示如下图4-2-1所示。
其中物体倾角值显示如下图4-2-2所示. 。 4.3 测试结果分析
第一次焊成实物后，接上电源+5V，89C52芯片写入我的程序，发现显示屏不亮，后来用万用表测试发现有虚焊，是电源输入插口插针虚焊，后来焊好虚焊处，LCD1602亮了，但是不够亮，我就在P0口接人一个1K 排阻，LCD1602明显更亮更清晰了。由于时间短促，我对ADXL345模块的工作原理不是那么的吃深吃透，我不断的调试程序，也只能实现老师的其中两个实验要求，我非常的难过。我一定找点时间认真的理解ADXL345模块的程序。
5 总结
大四的第一学期末了，这一次课程设计整体来说时间十分紧张，时间不是那么的充分，已经没有时间去学习课程设计所需要的其他软件的应用，总体来说我们还是收获颇丰，我做的是利用单片机设计加速度测量仪，首先我是按照老师给的题目要求，按照要求模块画好电路，程序编好后仿真成功，就画PCB 。这次设计我学习了新的软件，那就是Keil 编程软件，懂得了仿真时的HEX 文件是如何生成的；在画PCB 时我注意到点阵的封装是这次画PCB 的关键，我网上查找了资料，按照资料仔细画图。做好实物时接电源而LCD345不亮，经检查发现是虚焊，这时我深刻意识到我的焊功真的很普通，以后要多加练习，而且要认真焊接。这次课程设计我深刻意识到我的C 语言学不到家，以后要多加练习啊，C 语言是大学里面比较重要的专业！
这次的课程设计还算满成功的，收获也很丰富的！希望以后还有此类机会增强提高自己的能力的机会！
参考文献
[1] 姜志海、黄玉清. 单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2009. [2] 江思敏、姚鹏翼.PADS 电路原理图和PCB 设计[M].机械工业出版社，2007. [3] 李玉峰.MCS-51系列单片机原理与接口技术 [M ].北京：人民邮电社，2004. [4] 马忠梅. 单片机的C 语言应用程序设计 [M ]北京：北京航空航天大学出版社，2007. [5] 朱善军等. 单片机接口技术与应用[M ]北京：清华大学出版社，2005.