ADISl6300四自由度IMU在姿态测量中的应用

ADISl6300四自由度IMU在姿态测量中的应用

4 姿态测量系统设计

　　ADISl6300是四自由度(4DoF)惯性检测系统，能提供三轴加速度以及Z轴旋转角速率，此外还输出了横摇角、纵摇角和温度数据，能应用于医疗仪器、机器人、惯性测量单元、导航控制领域等。介绍基于C8051F330和ADISl6300的姿态测量系统，该系统采用C805lF330单片机的SPI接口读取ADISl6300的数据。再将采集到的数据通过串行RS-232接口输出。

　　4．1 硬件设计

　　姿态测量系统的硬件连接如图4所示，器件ADISl6300无需其他外围电路，本设计仅采用0．1μF和10μF电容并联入器件供电电路进行电源退耦。C8051F330是美国Slincon公司生产的一款高性能的8051内核单片机，它具有增强波特率配置的全双工UART和增强型SPI端口，采用4 mm×4 mmx0．9 mm封装。C8051F330的IO口允许0～5 V电平，且ADISl6300的SPI接口输入高电平只需2．0 V，因此C8051F330和ADISl6300虽是不同工作电源器件，但它们的接口电平兼容，可采取直接连接的方式直接连接。RS-232电平转换采用MAX3232，它是一款3～5．5 V单通道RS-232线路驱动器／接收器。电源电路可提供+5 V和+3．3 V电压，分别为ADISl6300和C8051F330提供电源。

　　4．2 软件设计

　　姿态测量系统单片机的SPI接口采用数据进发模式读取ADISl6300数据，根据ADISl6300数据进发模式定义，在10个连续时序周期下，9个输出寄存器内的数据依次输出到DOUT引脚上。程序流程如图5所示，程序启动进入系统初始化．包括IO口、SPI和串口等。对ADISl6300的操作程序首先向其写入0x3E00，并读取返回的数据，此次数据为SPI之前的数据，之后向ADISl6300连续写9次0x0000，便可连续读到9个输出寄存器内数据。完成9个数据读取后，按上述数据处理中介绍的数据处理方法解算9个数据，最后通过串口输出。