Читать онлайн «Цифровой акселерометр»

Министерство образования и науки Российской Федерации ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) КАФЕДРА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ОСНОВ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТОР) УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой ТОР А. Я. Демидов ________ 2016 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе №8 «Цифровой акселерометр» по дисциплине «Программирование логических интегральных схем» РАЗРАБОТЧИКИ ассистенты каф. ТОР ________ А. Ю. Абраменко, ________ А. А. Евсеев ТОМСК – 2016 г. СОДЕРЖАНИЕ Цель работы……………………………………………………………. 3 1. Основные сведения…………………………………………………. 3 2. Задание для самостоятельной подготовки к лабораторной работе…………………………………………………………………... 6 3. Лабораторное задание……………………………………………… 7 4. Порядок выполнения работы……………………………………… 7 5. Содержание отчѐта…………………………………………………. 8 6. Контрольные вопросы……………………………………………… 8 Список используемой литературы…………………………………… 9 2  Цель работы: изучить принципы работы на ПЛИС с современными цифровыми датчиками на примере цифрового акселерометра, закрепить навыки работы с последовательным периферийным интерфейсом (SPI), а также навыков применения машины конечных состояний. Оборудование: отладочная плата DE0-Nano [1]. Программное обеспечение: среда разработки Quartus II. 1. Основные сведения Цифровой акселерометр – устройство (датчик), предназначенный для измерения ускорения движения объекта. На основе данных ускорения можно получить информацию о скорости и положении объекта, поэтому цифровые акселерометры получили широкое применение в различных цифровых устройствах от игрушек и телефонов до ракет и самолѐтов. Цифровые акселерометры делятся на одно-, двух- и трѐхосевые или одно-, двух- и трѐхкомпонентные по количеству осей, вдоль которых возможно измерение ускорения. В данной работе будет рассматриваться трѐхосевой емкостной акселерометр ADXL345 [2] фирмы Analog Devices. Принцип работы акселерометра ADXL345 основан на определении смещения инерционной массы относительно корпуса с преобразованием его в пропорциональный электрический сигнал с использованием емкостного метода. Емкостной акселерометр состоит из набора пластин, одни из которых неподвижный, а другие свободно перемещаются под действием силы гравитации или движения объекта. Пластины образуют конденсатор, емкость которого изменяется в зависимости от положения и расстояния между пластинами. Цифровой акселерометр ADXL345 обладает диапазоном измерения ускорения ±2g, ±4g, ±8g, ±16g в зависимости от настроек, где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.