專利名稱：便攜式低功耗三軸向加速度采集卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式低功耗三軸向加速度采集卡。
背景技術(shù)：
加速度傳感器已經(jīng)在工業(yè)制造、自動化控制、運動信息監(jiān)測等領(lǐng)域中得到廣泛應用。近 些年來，得益于MEMS技術(shù)的發(fā)展，加速度傳感器的尺寸進一步縮小，加速度傳感器在步態(tài) 特征提取、運動能量消耗信息采集、短跑技術(shù)的生物力學分析以及醫(yī)學分析等領(lǐng)域得到了更 為廣泛的應用。
在已經(jīng)取得實際應用的加速度采集設(shè)備(裝置)中，有的體積較大；有的前端采集卡使 用存儲IC，所記錄的數(shù)據(jù)量有限。為了擴大數(shù)據(jù)采集量，或者使用通訊線纜與上位機通信彌 補，或者采用無線射頻單元代替隨機存儲單元，然而無線通信信道情況會影響通信距離。便 攜式加速度采集設(shè)備還局限于單向的加速度數(shù)據(jù)采集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種便攜式低功耗三軸向加速度采集卡，彌補現(xiàn)存加速度采集裝置的不足。
為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是本發(fā)明是一種便攜式、低功耗三軸向加速度采集卡， 體積小、重量輕，能夠長時間采集、存儲加速度數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過集成于芯片上的電容式三 軸向加速度傳感器將三軸向加速度值的大小通過模擬電壓的形式輸出，借助集成于控制芯片
上的模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過SPI通信協(xié)議將數(shù)據(jù)存儲到SD卡上。 其特征在于該加速度采集卡以兩節(jié)1.5V電池供電，采用了可同時測量三個方向加速度值的加 速度傳感器，并且將加速度數(shù)據(jù)保存于SD卡內(nèi)部，以windows操作系統(tǒng)可以識別的文本文 檔格式保存數(shù)據(jù)。
根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種便攜式低功耗三軸向加速度采集卡，包括加速度傳感器和存儲器。 上述加速度傳感器采用MMA7260QT型三軸向IC1 ，所述16位控制器采用MSP430F2274 型16位精簡指令集控制器IC2。
上述采集卡的電路連接結(jié)構(gòu)是所述MSP430 MSP430F2274型16位精簡指令集控制器 IC2得8~10號管腳與所述MMA7260QT型三軸向加速度傳感器IC1的三個輸出管腳X、 Y、 Z相連接，11、 12、 25、 26號管腳與SD存儲卡相連接，24和31號管腳分別經(jīng)由電阻R8和 電阻R7分別連接發(fā)光二極管Dl和發(fā)光二極管D2，而6號管腳分兩路， 一路經(jīng)由電阻Rl接 電源，另一路經(jīng)開關(guān)S1接地。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點 本發(fā)明采用低電流供電的集成于芯片上的電容式三軸向加速度傳感器、低功耗的微控制 芯片和小體積的SD存儲卡，采用兩節(jié)1.5V電池供電，其責體積小、重量輕、功耗低。電容 式三軸向加速度傳感器將三軸向加速度值的大小通過模擬電壓的方式輸出至16位控制器，借 助集成于控制器上的模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過SPI通信協(xié)議將數(shù)據(jù)存 儲到SD存儲卡上，SD存儲卡內(nèi)部以Windows操作系統(tǒng)可以識別的文本文檔格式保存數(shù)據(jù)， 能長時間采集、存儲三軸向加速度數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。 圖2為圖1示例的電路原理圖。
圖3為本發(fā)明的便攜式低功耗三軸向加速度采集卡釆集的數(shù)據(jù)在計算機上的可視化顯示。
具體實施例方式
現(xiàn)在把本發(fā)明的具體實施方式
結(jié)合附圖詳述如下
參見圖1，本便攜式低功耗三軸向加速度采集卡，包括加速度傳感器(1)和存儲器(3)。 其工作原理是本采集卡通過電容式三軸向加速度傳感器(1)將三軸向加速度值的大小 通過模擬電壓的形式輸出至集成丁 16位控制器(2)芯片上的模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元 將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過在16位控制器(2)上實現(xiàn)SPI通信協(xié)議將數(shù)據(jù)存儲到SD 存儲卡(3)內(nèi)，加速度存儲的格式是按照windows操作系統(tǒng)可以識別的文本文檔格式保存 的。
參見圖2，本便攜式低功耗三軸向加速度采集卡電路連接結(jié)構(gòu)是IC1為MMA7260QT 型三軸向加速度傳感器，IC2為集成了模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的MSP430F2274型16位精簡指令集微控 制器，SD-Interface為標準SD卡接口，其中開關(guān)Sl的作用是在系統(tǒng)安裝電池通電后控制微 控制器開啟/停止記錄加速度數(shù)據(jù)。當開關(guān)Sl被按下奇數(shù)次則開啟記錄加速度數(shù)據(jù)；當開關(guān) Sl被按下偶數(shù)次則停止記錄加速度數(shù)據(jù)。連接方式所述MSP430F2274型16位精簡指令集 控制器IC2的8~10號管腳與所述MMA7260QT型三軸向加速度傳感器IC1的三個輸出管腳 X、 Y、 Z相連接，11、 12、 25、 26號管腳與SD存儲卡相連接，24和31號管腳分別經(jīng)由電 阻R8和電阻R7分別連接發(fā)光二極管Dl和發(fā)光—極管D2，而6號管腳分兩路， 一路經(jīng)由電 阻Rl接電源，另一路經(jīng)開關(guān)Sl接地。
附圖3是本便攜式低功耗三軸向加速度采集卡所采集的原始數(shù)據(jù)在計算機上的圖形化顯 示結(jié)果曲線A、曲線B、曲線C分別為X、 Y、 Z三方向加速度數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種便攜式低功耗三軸向加速度采集卡，包括加速度傳感器(1)和存儲器(3)，其特征在于1)所述加速度傳感器(1)為電容式三軸向加速度傳感器，2)所述存儲器(3)為SD存儲卡，3)所述加速度傳感器(1)通過一個16位控制器(2)連接所述存儲器(3)，4)所述各器件由1.5V電池(4)供電；所述加速度傳感器(1)將三軸向加速度值的大小通過模擬電壓的形式輸出到16位控制器(2)，16位控制器(2)借助于其芯片上的模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過SPI通訊協(xié)議將數(shù)據(jù)存儲到SD存儲卡上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式低功耗三軸向加速度采集卡，其特征在于所述加速度傳感器(1 )采用國A7260QT型二軸向加速度傳感器(IC1 )，所述16位控制器(2)采用MSP430F2274 型16位精簡指令集控制器(IC2)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式低功耗三軸向加速度采集卡，其特征在于電路連接結(jié)構(gòu)是 所述MSP430F2274型16位精簡指令集控制器(IC2)得8~10號管腳與所述MMA7260QT型 三軸向加速度傳感器(TC1)的二個輸出管腳X、 Y、 Z相連接，11、 12、 25、 26號管腳與 SD存儲卡相連接，24和31號管腳分別經(jīng)由電阻R8和電阻R7分別連接發(fā)光二極管Dl和 發(fā)光二極管D2，而6號管腳分兩路， 一路經(jīng)由電阻R1接電源，另一路經(jīng)開關(guān)S1接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式、低功耗三軸向加速度采集卡。它通過集成于芯片上的電容式三軸向加速度傳感器將三軸向加速度值的大小通過模擬電壓的形式輸出，借助集成于控制芯片上的模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過SPI通信協(xié)議將數(shù)據(jù)存儲到SD卡上。其特征在于該加速度采集卡以兩節(jié)1.5V電池供電，采用了可同時測量三個方向加速度值的加速度傳感器，加速度數(shù)據(jù)保存于SD卡內(nèi)部，并且以windows操作系統(tǒng)可以識別的文本文檔格式保存數(shù)據(jù)。
文檔編號G01P15/18GK101387653SQ200810201989
公開日2009年3月18日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者劉書朋, 朱翔明, 林 陳 申請人:上海大學