基于TMS320LF2407的加速度度传感器ADXL203的设计与应用 2011-06-09 14:14:58来源:互联网

一 引言
加速度传感器一直是振动测试中的重要元件。ADXL203加速度计是美国模拟器件（AD）公司的新型单芯片双轴传感器，测量范围是±1.7g.可以承受3500g振动冲击。相对于传统的加速度计，他的成本比较低，性能好，功耗低。此外，该加速度计可以同时测量两个垂直方向的加速度，适用于静态和动态的加速度测量。
二 测量原理
ADXL203采用先进的MEMS技术，由一个利用表面微机械加工的多晶体硅机构和一个差动电容器组成。在加速度的作用下，多晶体硅结构会产生偏移，于是就会拉动电容的运动极板滑动是电容值发生变化，最终导致输出方波的变化，利用这个原理，就可以通过查动电容检测到加速度的变化，加速度与输出方波成正比。
三 应用要点
ADXL203可以测量静态加速度，也可以测量动态加速度，其最小带宽为0.5Hz，最大带宽可以达到2500Hz，其满足下面的关系式：


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在设计时，首先要确定北侧加速度频率范围，然后再设定滤波器的参数。尽量使滤波器的带宽略高于被测频率，这样做不仅有利于滤除高频干扰，也有利于降低系统噪声干扰。因为ADXL203固有噪声与带宽的关系如下：


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因此要选择合适的带宽，如果一味提高通频带宽将会给测量带来更多的噪音，降低测量精度。
四 实际应用
在加速度测量研究中，我们采用了TI公司生产的TMS320LF2407DSP信号处理器来进行处理。这里首先介绍一下2407的特点与性能。
1 TMS320LF2407的硬件特点。
采用了采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减少了功耗；基于TMS320C2xx
DSP的CPU核，保证与TMS320系列DSP代码兼容；片内有高达32K字的单口RAM（SARAM）；两个事件管理器模块EVA和EVB，适用于控制各类电机；看门狗定时模块（WDT）；控制局域网络（CAN）2.0B模块；串行通信接口（SCI）模块；16位的串行外设接口（SPI）模块；JTAG接口，使得在系统编程（ISP）很容易实现；10位A/D转换器最小的转换时间为500ns，可选择由两个事件管理器来触发2个8通道输入A/D转换器或1个16通道输入A/D转换器，而每次要转换的通道都可通过编程来选择。需要说明的是，TMS320LF2407
DSP是丁点16位芯片，存储数据的最小单位是16位的字，每个地址（包括程序地址，数据地址及I/O地址）所存的数据都是16位。
2 软件环境。
TMS320C2407
DSP提供两种编程语言：汇编语言和C语言。