马月红+李昆仑

摘要：在自动控制和平台调平场合，需借助于水平仪测量某个平面的倾角，并将倾角数据显示在液晶屏上。本设计以STC15系列单片机为核心，使用6轴传感器模块MPU6050芯片，完成三轴加速度和角速度数据采集，单片机将数据进行融合转换为角度数据，送至液晶屏显示。倾角仪具有测量精度高，功耗低，操作简易方便的特点，可以很好地替换传统的水平仪。

关键词：STC15；单片机；数字式倾角仪

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）05-0009-01

作为一种小角度测量仪器，常用的水平仪有气泡式和数字式两种。随着科技发展进步，广泛应用于机械工程、工作台调平、导轨平直度、电力系统以及建筑设计等角度测量中[1]。由于外部测量环境的影响，要求水平仪有较好的抗干扰能力，设计出一种具有精度高、稳定性好、性价比高、使用简易的高性能数字式倾角测量仪，具有很大的实际应用价值。

1 系统概述

本设计主要由电源模块、倾角测量模块、STC15单片机控制模块和液晶显示模块等部分组成。其中，电源模块采用两节干电池作为电源，为水平仪供电；倾角测量模块使用6轴传感器MPU6050芯片为主芯片完成倾角测量；控制模块采用STC15系列单片机IAP15W4K61S4芯片作为主控芯片，完成读取倾角数据与数据滤波融合，并将处理后的数据送至显示模块显示；显示模块采用液晶显示，可在屏幕同时显示三个角度数据。本设计介绍了数字倾角仪的软硬件设计，采用卡尔曼滤波算法提高测量精度和稳定性，采用低功耗元件降低整机功耗，可延长倾角仪的工作时间。……