帆船姿态仪的系统设计

  基于PIC16F877A设计的帆船姿态仪,能采集帆船行驶过程中的前后仰俯角、左右摇摆角、桅杆旋转角和GPS系统记录帆船行驶轨迹。系统每0.5s将采集到的数据记录1次,记录时间大约为5 h(小时)。上位机通过RS232接口,可将存储的数据读取上来。上位机可以形象地将帆船行驶轨迹、帆船前后仰俯角、左右摇摆角等数据显示出来。它的系统结构框图如图1所示。

  帆船姿态仪的硬件设计

  PIC16F877A单片机作为处理器,通过采集FEC倾角传感器检测帆船的倾斜角度,然后将检测到的数据存储到AT45D081A-RI大容量Flash存储器中。其部分硬件电路如图2所示。

  DS1302时钟芯片记录测控系统中的数据,并在记录时进行时间标定。其软硬件设计简单,时间记录准确,既避免了连续记录的大工作量,又避免了定时记录的盲目性。DS1302与CPU的连接仅需要3条线,即SCLK、I/O、RST。DS1302与单片机连接的电路原理如图2所示。

  采用双电源供电方式,以便在没有主电源的情况下仍能保存时间信息以及数据。DS1302由VCC1或VCC2两者中的较大者供电,当VCC2小于VCC1时,VCC1给DS1302供电。

  AT45D081A-RI是Atmel公司生产的大容量Flash存储器,容量为4 Mb。它采用串行方式传送数据,单5V电源供电;具有功耗低、体积小、容量大、传送快,与CMOS和TTL电平兼容以及掉电后数据不丢失等特点,因此,其硬件设计与软件编程都很容易。

  系统通过RS232C通信方式与上位机通信,将帆船在海中行进的姿态传送到上位机,最后由上位机软件管理和显示。

基于倾角传感器设计的帆船姿态仪

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