利用数字角速率传感器实现ADXRS450检测角速度

 

　　ADI（Analog Devices, Inc.）近开发出高性能、低功耗、数字输出的ADXRS450 iMEMS,专门用于恶劣环境中的角速率（旋转）检测，以满足不断提高的、稳定度和抗振动抗冲击需求。MEMS运动传感器在工业自动化、医疗和仪器市场的应用得到不断发展。与设计用于消费类应用的运动传感器相比，这些市场的MEMS传感器需要提供更高得多的性能。ADXRS450是基于ADI公司前三代业界的MEMS开发的第四代器件，采用先进的差分四传感器设计，可在强烈冲击和振动状态下地工作。目前还没有其它MEMS能在这些恶劣条件下达到如此高的性能。这种MEMS具有鲁棒性能和仅6mA的低功耗特性，可有效地用于多种应用，如机器人、工业仪器、航空以及用于高速列车的平台稳定系统。下面的电路演示了如何实现支持这种通信的硬件设置。

 

图1. ADXRS450配置为通过ADuC7026进行SPI通信。

　　AD8034为ADuC7026内部的数模转换器（DAC）所提供的电压提供增益。（原理示意图：未显示去耦和所有连接）

　　电路描述

　　图1中的电路显示如何利用精密模拟微控制器ADuC7026 与ADXRS450通信。此接口可用于与LabView接口通信等目的。该接口利用ADuC7026内部的数模转换器（DAC）设置ADXRS450的电源电压。ADXRS450的内部设置也可以利用LabView接口设置，并且可以监控角速率输出。

　　此电路也可以用于独立配置，其中微控制器经过预编程，以便根据角速率输出执行某些指令。

　　图中省去了电源电压产生部分，这一方面是为了清晰显示原理图，另一方面是因为它取决于所需的电源。假设为USB电压，则可以利用 ADP1713 （3.3 V选项）电压调节器产生ADuC7026所用的3.3 V电源电压。利用 ADM660 开关电容倍压器可以从USB电压产生大约10 V的电压。ADP3334 将10 V调低至5.5 V,为图1所示的AD8034 电压增益电路供电。USB电压调节电路如图2所示。

图2. 5 V USB电源电压调节至5.5 V，以提供ADXRS450可调电源电压（原理示意图，未显示去耦和所有连接）

　　常见变化

　　这里所示的配置采用可调电源电压，但它也可以采用静态电源电压。静态电压可以由DAC0输出提供，并由AD8034放大，如图1所示。或者，也可以利用现有供电轨直接为ADXRS450供电。

　　用户可能不需要通过UART连接到ADuC7026,而是需要USB连接。为此，可以将CP2102 USB转UART 转换器连接到引脚62和61（分别为UART Tx和Rx）。电路中增加USB输入后，可方便地提供电源电压。图3给出了连接示意图。

图3. CP2102 USB转UART转换器支持通过USB接口供电和编程（原理示意图，未显示去耦和所有连接）