倾角测量系统的核心，就是三轴加速度传感器。三轴加速度传感器的核心，就是三个独立存在的加速度传感器。

目前加速度传感器大概分为压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器、伺服式加速度传感器等几种。归根结底，所有的加速度传感器的原理都是一样的，即根据传感器上某物理量（如电压、电阻、电容等）的变化，测得某一时刻被测物体的加速度值。

基于MEMS的倾角测量系统，并不直接测量角度，而是根据三周加速度传感器在XYZ三轴上分别的加速度数据得到偏转角度的值。

1.3  本文的主要工作

本文介绍一种基于美国AD公司生产的三轴加速度传感器ADXL345和基于ARM-7内核的微型控制芯片LPC2368的倾角测量系统．具有测量精度和稳定度较高、结构简单、使用方便等特点。

具体工作如下：源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

(1)介绍MEMS在国内外的发展现状，解析其应用广泛的原因。

(2)介绍基于MEMS的倾角测量系统的应用。

(3)系统设计，包括硬件以及软件系统，介绍此倾角测量系统的工作原理。

(4)前期实验准备，包括制版，焊板，编程，软硬结合调试。

(5)进行实验，测量数据并进行处理和分析，得出结论。

2  硬件系统设计

2．1 倾角测量系统

本文所介绍的倾角测量系统的核心是MEMS芯片---ADXL345。该芯片于2008年推出，制造商为世界知名IC制造商ANALOG DEVICES。

ADXL345是一款小而薄的超低功耗三轴加速度计，分辨率高(13位)，最大量程可达±16g，同时还可以任意选择  2g，  4g，  8g等其他量程。输出数据格式为16位二进制补码，此处要注意正负数据的分开处理。ADXL345支持IIC和SPI两种传输协议供用户选择，极大的丰富了通信方式。ADXL345 采用了3 mm×5 mm×1 mm，14引脚小型超薄塑料封装。它不仅可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，甚至还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(4mg/LSB)，能够测量不到1.0°的倾角的变化。除此之外，该器件还提供了多种特殊检测功能。活动和非活动检测功能通过比较任意轴上的加速度与用户设置的阈值来检测有无运动发生。敲击检测功能可以检测任意方向的单振和双振动作。自由落体检测功能可以检测物体是否正在自由掉落。这些功能可以分别独立映射到两个中断输出引脚中的一个。此外，还集成了一个32级FIFO缓存器（正在申请专利），可用于存储数据，以减轻处理器的负担，从而将主机处理器负荷降至最低，并降低整体系统功耗。。低功耗模式支持基于运动的智能电源管理，从而以极低的功耗进行阈值感测和运动加速度测量。综上，ADXL345具有小巧轻薄、功耗超低、量程可变、分辨率高，非常适合移动设备应用。

ADXL345不直接测量倾斜角度，而是通过测量静止状态下X、Y、Z三轴的加速度，利用重力加速度与其在三轴加速度传感器的X、Y、Z三轴的分量关系。我们假设单轴最大读数为1，最小读数为0。在初始状态，系统在X，Y轴上的读数均为0，而Z轴读数为1，所以系统处理数据的公式对于三轴并不相同，这里需要注意。

计算出各轴与重力加速度的夹角．得出系统倾角