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引言
数字角度测量系统的发展背景
本课题所要研究的这类角度检测控制系统里面是由主控芯片当作处理器的，很多设计者喜欢把整体框架配制成单核或ARM多核模式，通过多个控制核心的并行工作提升角度检测系统系统的数据处理速度和对于数据处理的精度，就像手机中的八核处理器一样，以主控芯片作为主控的角度检测系统系统之所以能够取得今天的研究成果，是与单片机技术分不开的，现如今科学技术可以将DSP内核、ARM内核轻松的植入到主控处理器中进行方便调取和应用，浮点运算和乘法运算在主控器件都获得了完美的诠释。在工业控制领域和各种智能仪器仪表中都能够看到单片机系统的使用，因为当前高性价比CPU生产技术能够在单片机控制器中的稳定工作，所以它可以实现很多之前实现不了的性能，在许多上拉近了控制系统和人们生活相互之间的密切关系，使单片机系统渐渐向生活化和普遍化趋势迈进。本论文将要构建的这种型号的角度检测控制系统内部将以STM32F103作为架构的重要部分，通过C语言程序代码的构建而且结合系统硬件实现一种高性能的电子系统，这种系统的完成在侧面反映了如今控制器芯片在人们生产生活中的地位，当前以主控器件作为核心的角度检测控制系统基本上符合了使用者日益增加的需求，工程师通过持续对其功能的增加来提升它的性能。快速发展的单片机技术带来的不但是数据处理性能上的增加，更实现了多种关键技术的相互兼容和相互调用，就以STM32这种型号的较为出名的主控器件来说，它以ARM内核著名于世，以至高端款的STM32还被内部设计了数字信号处理模块（DSP），单核运行频率最高可达1.2GHz，该效果对视频和图像的处理尤为出色，将这些具有高端内核的处理器芯片设计在角度检测系统系统中带来的不仅是对其传统功能的延伸，更加在每个功能上对其指标进行了大幅度的增加，这也是角度检测控制系统在未来的主要发展方向。较早期的角度检测控制系统中应用的主控器件效果以8位机甚至是更低的4位机为主，这些微处理器芯片中的CPU内核性能相比于今日的32位机来说，性能尤为低，就拿一个简单的乘法运算来说，由于初期的主控处理器中没有集成硬件乘法器模块，因此只能通过中央处理器中的加法运算模块实现乘法运算，这必须执行多条指令而且耗费多个时钟周期才能完成一个运算，因此这类早期的角度检测控制系统对数据的处理能力尤为弱，如果 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
出现大数据运算，经常会出现卡机以及死机等错误现象，这是早期控制系统的突出特点。角度检测控制系统是这次论文的主要研究对象，本课题把结合大学期间所学的单片机知识、模拟电子、数字电路和Protel软件的配置，构建一种性能出色的角度检测系统系统。
数字角度测量系统的发展现状
国内如今对于相关研究所取得的成果主要体现在智能传感器的选材上，设计者称假如要提升角度检测系统系统的性能需要在其传感电路方面大做文章，从而他们在相关电路的设计上，把主要设计重心都放在了如何规划传感电路的设计。参照前不久某份国外杂志刊登的一个报道显示英国肯特大学的设计者实现了一种新型设计而且取得了专利，这款设计与本课题所研究的角度检测控制系统有点类似，在目标和应用的主要智能传感器上都近乎相似，而他们所取得的成果是把这款角度检测系统系统中的全部智能传感器和采集电路进行了合并，而且把它的嵌入到一片芯片中，为此他们还为这块芯片设计了一个高效率的低沉散热技术，通过这类技术完美的解决了角度检测控制系统在运行过程中的发热问题，非常容易地延长了芯片的使用寿命。
主要内容
系统使用了模块化电路设计方式，构建了一种能够完成对系统参数的显示和三维加速度采集效果的电子系统，通过由上而下的研究方法，把系统整体的性能划分到各子电路进行配置，通过这类方法极大缩短了系统的设计周期和实现难度，接下来为这种系统所涵盖的设计内容。
配置三维加速度传感器电路，以ADXL345传感器作为核心部分，单片机与之进行连接，通过快速驱动实现对空间内三个维度的加速度值进行检测，并通过物理学定律将加速度值分量转换成角度参数；
构建单片机构建IIC接口，对单片机内部的IIC硬件电路寄存器进行配置，通过此接口将ADXL345传感器与单片机进行连接，实现良好驱动；
3、构建液晶显示电路，能够实现对检测到的角度值进行清晰的显示，并且更新频率要高，能够达到实时显示指标；
4、构建STM32单片机最小系统，并引出JTAG接口，通过STLINK仿真器与最小系统进行物理连接，实现程序下载以及断点调试等功能。
课题意义
数字角度测量系统的方案设计
该角度检测系统系统的设计方案为：以STM32F103最小系统电路作为控制核心，实现了对参数显示电路和等电路的操控。本系统的核心电路部分为加速度传感器，课题使用的是ADXL345型模块，它能够将三个不同维度的加速度参数进行高精度检测并通过IIC接口将测量结果送入单片机进行使用，单片机将根据其测量到的加速度参数换算成角度参数；显示电路采用的是LCD1602液晶屏集成模块，它通过DB0~DB7八个管脚与单片机之间进行数据和指令的交换，最终实现角度测量结果的高清度显示；按键电路主要用来启动和暂停系统的两种工作状态，单片机将通过静态扫描法对它进行驱动；JTAG 模块电路主要用于PC机对系统的调试，它能够实现将计算机上编写的程序代码进行下载并对程序进行断点调试。


图1 数字角度测量仪硬件框图
系统硬件设计
数字角度测量系统的主控电路设计
STM32F103单片机简介
STM32F103属于一款FLASH型器件，所谓FLASH型器件指的是芯片里面已集成了用作存储程序代码的FLASH存储器，有别于EEPROM型器件，EEPROM型的控制器芯片所需要使用人员自己设计程序语言的存储器，从而在本角度检测控制系统中使用STM32F103将可以在很大程度上减少单片机最小系统电路的开发难度。STM32F103在硬件系统构建方面，开发人员只需要为其设计晶振电路和时钟电路就可使其工作，通过DC3.3V电压为其电源供电，这个电源供电特点把使得STM32F103与系统内的其它芯片和传感器互相兼容，能够应用同一种电压源进行电源供电。

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