基于ADIS16300的汽车方向盘自由转动量测量系统设计.pdf

第22卷第15期
电子设计工程
2014年8月
Vol22
Electronic Design Engineering
Aug-2014
基于ADIS16300的流方向盘自由愁动曼遡量系设计
冯贤超1,赵祚喜2,可欣荣2,胡炼2
(1.山市长安机动车检测站广东鶴山529700;
2.华南农业大学エ程学院南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室,广东广州510642)
摘要:;汽车方向盘自由转动量是车辆安全运行的重要技术条件。针对常规检测设备体积大安装不便的不足,文中
设计了基于 Analog Device公司MEMS惯性传感器ADIS16300的方向盘转动量测量系统。闭述了ADIS16300传感
器进行方向盘转动量测量的原理,采用STM公司生产的 cortex-M3微处理器设计了测量电路,并进行了实验测试
在与ZL-1L.型转向参数测试仪进行比較分析,表明本文设计的倾角测量系统在汽车静态情沉下可以准确地测量方向盘自
由转动量。
关键词:ADIS16300;倾角测量;方向盘转动量测量;MEMS
中图分类号:TN06
文就标识码:A
文章编号:1674-6236(2014)15-0180-03
Design of steering wheel rotation measurement system with ADI16300
FENG Xian-chao ZHAO Zuo-x, KE Xin-rong, HU Lian
Changan Vehicle Inspection Station, Heshan 529700, China
2. Key Laboratory of Key Technology on Agricultural Machine and Equipment of South China A gricultural University
College of Engineering, Sowth China A griculurad Universiy, Guangzhou 510642, China)
Abstract: This article describes the characteristics of Analog Device Companys ADIS16300 MEMS inertial sensors
describing the principles of ADIS16300 sensor by measuring rotation of steering wheel. Designed the measurement system
for steering wheel with STM32F103 cortex-m3 processor with ADS16300. Finally, comparative analysis the results with the
Z, l steering parameter ester Otained the steering wheel measurement system with Adis16300could accurately work in
the static case
Key words: AD] 16300; angle measurement; rotation measuremen; MEMS
汽车方向盘自由转动量必须合适,过大会造成转向不灵的倾斜测量精度,且不受安装方向的影响。ADIS16300采
敏,过小会造成转向过于灵敏容易造成失控。GB7258-2012用23mmx31mmx7.5m模块封装,结构简单、安装方便
《机动车运行安全技术条件》6.4规定:1)最大设计车速大于1.2ADIS16300数据读取
等于100kmh的机动车应小于等于15°;2)三轮汽车应小于
ADIS16300具有自校正功能,传感器测量将原始信号
35°;3)其他机动车小于等于25?。目前方向盘自由转动量测经过校准和数字信号处理后存人输出寄存器供外部器件
量方面主要通过编码盘测量,如L-1L型设备等,这类测量经SI接口读取。每个采样周期结束后,传感器测量结果
仪体积大、安装不便。文中旨在通过ADIS16300传感器和存放至输出寄存器,并且DIO1引脚向器件外产生一个脉
cortex-M3处理器,设计一种轻便、高精度且低成本的汽车方冲,表示一个完整的新惯性测量数据已经采集准备好,可
向盘自由转动量测量系统。
供外部SPI主控器读取。从SPI总线上读取到的传感器数
据是二进制数据或二进制补码形式的数据,需要进行解读
1惯性传感器ADS16300
才能得到实际输出数值。传感器输出的各个值代表的意义
1.1ADIS16300功能介绍
可在ADIS16300数据手册中的 Out Put Register Format査
ADIS1630 MEMS传感器是 Analog Devices生产的三轴询叫,并通过以下公式进行解算
加速度计和单轴陀螺仪集成惯性测量元件,工作温度范围
DATA Valuexscale DATA Values
为-40~+85℃,エ作电压为4.75~5.25V。可在±180°的全向范
(2DATA_Value)x(-scale), DATA_Value2 (1)
围内精确量俯仰角和滚动角。传感器经过全面校准和测式中的 DATA Value为寄存器输出的数据; Value为转换后
试,可保证三个轴高度对齐,并在整个运动范围内实现0.1°实际的测量量的值; Scale为寄存器值最小值代表的最小单
收稿日期:2014-04-03
稿件编号:201404033
位;n为对应寄存器的数据位数。
基金项目:农业部948计划资助项目(2011-C32);教育部博士点基金项目(2011440411003)
作者简介:冯贤超(1985),男,广东山人,硕士。研究方向:车辆工程。
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