基于单片机的一种新型角度传感器的设计

张希元　苏蓓蓓　阚永恒

[摘要]本文介绍了具有两种不同模拟量值输出的角度传感器。传感器芯片检测到角度值后，由单片机转化为数字量，再经过DA转化，输出模拟量。通过设置，可实现0～5V电压输出或者4～20mA电流输出。

[关键词]角度传感器；单片机；模拟量

1前言

角度传感器广泛应用于工程与农用机械、仪器仪表、土木工程、船舶、航空航天、工业自动化、卫星天线定位、平台运转监控、地质勘探、四轮定位系统等领域。其输出通常分为数字量输出和模拟量输出，数字量方式通过232、485、TTL等方式以BCD码输出，模拟量输出电流或者电压值，根据行业标准，默认电压方式是-90度对應0V，+90度对应5V，中间状态角度与电压呈线性关系；默认电流方式是-90度对应4mA，90度对应20mA，中间状态角度与电流呈线性关系，如图1所示。

常见的模拟量输出角度传感器是分立式设计，即分为电压输出式和电流输出式两种，生产制造和用户使用都不方便，本项目设计一款电压和电流输出一体的角度传感器，可通过软件设置为0～5V电压输出或者4～20mA电流输出。

2设计思路

本设计主要包括传感器芯片模块、单片机控制模块、通信模块和模拟量输出模块。传感器芯片模块用于检测角度值，在单片机的控制下转化为数字量，再通过模拟量输出模块输出0～5V电压或者4-20mA电流值。通信模块主要有三个作用，一是给单片机下载程序，二是可同时输出数字量，三是可通过电脑软件设置输出模式，通过电脑软件向单片机发送不同指令后，单片机选择工作在电压输出模式或电流输出模式。……