杨 波 邓彬伟 李 滦 邱云翔

(黄石理工学院电气与电子信息工程学院，湖北黄石435003)

传感器在现代信息技术中起着重要的作用，系统在进行处理和决策时必须由传感器来获取必要的原始信息[1]，传感器的性能极大的影响和决定了系统的性能。本设计以MSP430F149 为控制核心[2-4]、以 SCA103T-D05高精度倾角传感器为角度探测器，采用直流电机和专门设计的风道，并通过按键控制对帆板角度进行实时控制与显示。系统性能稳定、控制精准、设计新颖，经专家测试和评审获得2011年全国大学生电子设计竞赛全国一等奖并获得湖北省“TI”杯。

1 系统方案

1.1 系统总体方案设计

系统以MSP430单片机为控制核心，高精度SCA103T-D05倾角传感器为倾角探测器[1，5]，采用直流电机带动风扇旋转，通过操作矩阵键盘控制风力大小，使帆板转角θ能够在0～60°范围内变化，并通过液晶12864实时显示帆板转角大小，系统框图如图1所示。

图1 系统框图

1.2 设计方案论证

1.2.1 倾角测量模块

方案1:采用陀螺仪ENC-03M角速度传感器，它是一种应用科氏力原理的角速度传感器，可输出一个和角速度成正比的模拟电压信号，体积小，响应快。但测量精度较低，分辨力只能达到10°左右，不能满足设计要求，故不采用此方案。

方案2:采用 MMA7455数字加速度角度传感器。低功耗，输出精确，具有信号调理、低通滤波、温度补偿、自测以及快速运动检测等功能。但其分辨力较差，很难满足精度要求。

方案3:采用SCA103T倾角传感器。设计稳健、高冲击强度、耐久性高，且具有极高的精准度和极低的温度依赖性，并且提供SPI数字接口[6]，可以直接读取采集到的数据，设计简单方便。……