ATmega128单片机MIMU数字化接口设计(4)

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RS422全称是“平衡电压数字皆苦电路的电气特征”。在同一传输线上可以最多挂10个节点。其最大传输距离为1219米，最大传输速率为10 Mbps。其传输速率与平衡双绞线长度成反比。只有在100kbps速率下才能达到最大传输距离；而一般在100米内才能获得1Mbps的最大传输速率。

RS485是在RS422基础上发展起来的，其总线上最多可挂255个节点[20]。其传输特性与RS422相仿。不过，其共模电压输出电压不同。RS-485是-7V至+12V之间，而RS-422在-7V至+7V之间，RS-485接收器最小输入阻抗为12kΩ、RS-422是4kΩ。

本设计采用RS232在短距离上实现微控制器与上位机（PC机）间的通信。

1.5 小结

MIMU在军民领域都具有重要的研究价值和应用价值。本次毕业设计的任务是完成MIMU的数字化接口。该数字化接口可实现：对三路模拟输出加速度计的模数转换；通过SPI接口对三路数字输出陀螺仪进行数据读取；通过RS232接口将打包后的传感器数据上传到上位机。当MIMU配以数字化接口之后，用户使用时该MIMU就成为一个数字化的MIMU，操作将很方便。

2 方案设计

2.1 系统设计

按照任务书要求，本系统的目标功能是在一定采样频率和精度内从ADC中读取三路模拟输出的加速度计的值，同时能够具备串行外设接口（SPI）功能从三路数字输出陀螺仪中适时控制读取数据，并且需要将这些数据进行打包发送给上位机，从而实现一个MIMU的数字化接口设计。文献综述

2.1.1 传感器特性分析

按照设计要求，本次设计的MIMU中陀螺仪型号是ADI(Analog Device Inc. )公司的ADXRS450，加速度计采用的是瑞士的Colibrys公司的MS9010。

ADXRS450是一款角速率传感器，采用先进的差分四路传感器设计以抑制线性加速度的影响，能够在及其恶劣的冲击和振动环境中工作。ADXRS450能够检测高达±300o/s的角度率，其结果以16位字的形式提供，作32位SPI消息的一部分。产品具有两种封装分别为16引脚空腔塑封SOIC(SOIC_CAV)和SMT加绒垂直贴装（LCC_V）两种封装，能够工作于3.3V至5V的宽电压范围内和-40℃至105℃的温度范围内工作。主要应用于工业、医疗、仪器仪表、稳定和其它高性能应用[21]。

Colibrys MS9000系列是一种新的超小型LCC20封装（8.9mm×8.9mm）电容式MEMS（微机电系统）加速度计。该传感器具有±2g到±250g广泛的测量范围，可以在较大的温度范围应用（-55℃到+125℃）并且在全使用寿命器件保持零位稳定在几个mg以内，能够适应冲击、振动、高低温度等恶劣的环境。2.5到5.5VDC供电，在5VDC条件下其输出范围为0.5到4.5VDC之间[22]。