一 引言

　　加速度傳感器一直是振動(dòng)測(cè)試中的重要元件。adxl203加速度計(jì)是美國(guó)模擬器件（ad）公司的新型單芯片雙軸傳感器，測(cè)量范圍是±1.7g.可以承受3500g振動(dòng)沖擊。相對(duì)于傳統(tǒng)的加速度計(jì)，他的成本比較低，性能好，功耗低。此外，該加速度計(jì)可以同時(shí)測(cè)量?jī)蓚�(gè)垂直方向的加速度，適用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的加速度測(cè)量。

　　二 測(cè)量原理

　　adxl203采用先進(jìn)的mems技術(shù)，由一個(gè)利用表面微機(jī)械加工的多晶體硅機(jī)構(gòu)和一個(gè)差動(dòng)電容器組成。在加速度的作用下，多晶體硅結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生偏移，于是就會(huì)拉動(dòng)電容的運(yùn)動(dòng)極板滑動(dòng)是電容值發(fā)生變化，最終導(dǎo)致輸出方波的變化，利用這個(gè)原理，就可以通過(guò)查動(dòng)電容檢測(cè)到加速度的變化，加速度與輸出方波成正比。

　　三 應(yīng)用要點(diǎn)

　　adxl203可以測(cè)量靜態(tài)加速度，也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)加速度，其最小帶寬為0.5hz，最大帶寬可以達(dá)到2500hz，其滿足下面的關(guān)系式：

　　在設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確定北側(cè)加速度頻率范圍，然后再設(shè)定濾波器的參數(shù)。盡量使濾波器的帶寬略高于被測(cè)頻率，這樣做不僅有利于濾除高頻干擾，也有利于降低系統(tǒng)噪聲干擾。因?yàn)閍dxl203固有噪聲與帶寬的關(guān)系如下：

　　因此要選擇合適的帶寬，如果一味提高通頻帶寬將會(huì)給測(cè)量帶來(lái)更多的噪音，降低測(cè)量精度。

　　四 實(shí)際應(yīng)用

　　在加速度測(cè)量研究中，我們采用了ti公司生產(chǎn)的tms320lf2407 dsp信號(hào)處理器來(lái)進(jìn)行處理。這里首先介紹一下2407的特點(diǎn)與性能。

　　1 tms320lf2407的硬件特點(diǎn)。

　　采用了采用高性能靜態(tài)cmos技術(shù)，使得供電電壓降為3.3v，減少了功耗；基于tms320c2xx dsp的cpu核，保證與tms320系列dsp代碼兼容；片內(nèi)有高達(dá)32k字的單口ram（saram）；兩個(gè)事件管理器模塊eva和evb，適用于控制各類電機(jī)；看門狗定時(shí)模塊（wdt）；控制局域網(wǎng)絡(luò)（can）2.0b模塊；串行通信接口（sci）模塊；16位的串行外設(shè)接口（spi）模塊；jtag接口，使得在系統(tǒng)編程（isp）很容易實(shí)現(xiàn)；10位a/d轉(zhuǎn)換器最小的轉(zhuǎn)換時(shí)間為500ns，可選擇由兩個(gè)事件管理器來(lái)觸發(fā)2個(gè)8通道輸入a/d轉(zhuǎn)換器或1個(gè)16通道輸入a/d轉(zhuǎn)換器，而每次要轉(zhuǎn)換的通道都可通過(guò)編程來(lái)選擇。需要說(shuō)明的是，tms320lf2407 dsp是丁點(diǎn)16位芯片，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的最小單位是16位的字，每個(gè)地址（包括程序地址，數(shù)據(jù)地址及i/o地址）所存的數(shù)據(jù)都是16位。

　　2 軟件環(huán)境。

　　tms320c2407 dsp提供兩種編程語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言和c語(yǔ)言。兩種語(yǔ)言各有所長(zhǎng)：用c語(yǔ)言開發(fā)dsp芯片，開發(fā)速度快，可讀性好，可移植性強(qiáng)；而用匯編語(yǔ)言開發(fā)dsp芯片，則能充分利用dsp芯片的軟硬件資源，程序代碼的執(zhí)行效率高。在開發(fā)過(guò)程中幾乎不可避免的要使用c語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的混合編程。如果源程序?yàn)閏語(yǔ)言，需調(diào)用tms320c2xx dsp的c編譯器將其編譯成匯編語(yǔ)言，然后送匯編器進(jìn)行匯編。匯編后產(chǎn)生coff格式的目標(biāo)文件，再用鏈接器進(jìn)行鏈接（鏈接過(guò)程包括將編譯器的運(yùn)行支持庫(kù)相關(guān)代碼鏈接進(jìn)來(lái)以及代碼段和數(shù)據(jù)段的重定位），生成在tms320c2xx dsp上可執(zhí)行的coff格式的目標(biāo)代碼，并調(diào)用下載程序?qū)⒛繕?biāo)代碼下載到目標(biāo)芯片上。

　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：變成邏輯器件接口，數(shù)字量擴(kuò)展單元，傳感器信號(hào)產(chǎn)生單元，a/d轉(zhuǎn)換單元，電源管理模塊（提供5v，3.3v）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等，將tms320lf2407的資源全部引出。

　　系統(tǒng)主要模塊如下：

　　1． dsp控制單元。包括晶振，ram，電源模塊，和相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出接口。根據(jù)dsp的實(shí)驗(yàn)板電路作出相應(yīng)的改動(dòng)，然后就可以與傳感器單元連接了。連接完畢，接入仿真器與電腦對(duì)接，進(jìn)行程序的調(diào)試。

　　2． 傳感器信號(hào)輸出單元。包括adxl203，ad8341 a/d轉(zhuǎn)換器，運(yùn)放電路。傳感器電路分為兩個(gè)相同的組成部分，測(cè)量三個(gè)方向的加速度。使用的是ad公司生產(chǎn)的mems傳感器adxl203，和由ti公司生產(chǎn)的a/d轉(zhuǎn)換器ads8341。傳感器輸出的模擬信號(hào)送入a/d轉(zhuǎn)換器，然后送入dsp的spi口進(jìn)行處理。板子的輸入電源由一個(gè)5v電源提供，在輸入之前，用電容進(jìn)行濾波以提高精度，減少毛刺。盡量減少對(duì)傳感器的影響。

　　4 系統(tǒng)軟件。

　　ccs的設(shè)置與使用。運(yùn)行code composer studio setup 軟件，在processor configuration窗中，在available processor 中選擇tms320c24x，然后，點(diǎn)擊add single；對(duì)話框右邊出現(xiàn)cpu_1圖標(biāo)，將板卡的i/o值修改為0x378。點(diǎn)擊finish，關(guān)閉code composer studio setup程序，選擇保存。code composer studio 就設(shè)置完畢。

　　一個(gè)dsp應(yīng)用軟件的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，需要經(jīng)歷下列步驟：用文本編輯器（editor）編輯滿足匯編器（assembler）格式要求的匯編源程序；調(diào)