一种可记录航迹的三轴姿态记录仪的制作方法

本实用新型属于记录仪领域，具体地来讲为一种可记录航迹的三轴姿态记录仪。

背景技术：

目前的航空电磁法及地空电磁探测多采用有人驾驶飞行器来执行。采用无人飞艇或无人机替代有人飞行器，可以大幅度降低探测成本；同时，在复杂地形和复杂气象条件下飞行时，可以保障操作人员的安全。以无人飞艇作为载体的时域地空电磁探测系统，具有高效、低成本、勘探深度大和空间分辨率高等优点。无人飞艇的地空电磁探测系统，适合在草原沙漠地区、海陆交互地带、沼泽地带、无人山区等特殊景观地区开展电磁探测工作，不仅可以解决我国直升机航空飞行勘探困难的问题，而且比较适用于我国地形复杂的山区资源探测。事实表明:采用无人飞艇作为地空电磁探测的载体为未来的发展方向。因此，研制高精度、小体积、低成本的姿态记录仪势在必行。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可记录航迹的三轴姿态记录仪，解决体积大以及成本高的问题。

本实用新型是这样实现的，

一种可记录航迹的三轴姿态记录仪，包括：

单片机，选用STC89C52单片机；

角度传感器，与所述单片机的输入端连接，对飞行器的角度进行实时采集；

角速度传感器，与所述单片机的输入端连接，对飞行器的角速度进行实时采集；

加速度传感器，与所述单片机的输入端连接，对飞行器的加速度进行实时采集；

存储器，与所述单片机的输出连接后用于存储数据；

人机接口，与所述单片机的输出连接；

显示器，采用LCD1602型号显示器，与所述单片机的输出端连接

角度传感器、角速度传感器以及加速度传感器对飞行器的角速度，加速度信息进行时时采集，并利用其内部的A/D转换模块实现数据的模数转换,将模拟量转换为可以输出的数字量，显示器用于记录仪工作状态的显示。

进一步地，所述角度传感器、角速度传感器以及加速度传感器采用9轴运动处理传感器实现。

进一步地，包括：3.3VLDO电路将5v电压转换成3.3V，为传感器供电，采用MPU9150型号的九轴姿态传感器，用于采集角速度与加速度信息，九轴姿态传感器的脚2、脚3、脚4、脚5、脚14、脚15、脚16、脚17脚为空脚，脚1为可选的外部时钟输入接地，脚6为I2C主串行数据，脚7为I2C主串行时钟，用于外接传感器，脚8为数字I/O供电电压，接3.3V电压输出端，脚9为I2C Slave地址LSB，脚10为校准滤波电容连线，脚11为帧同步数字输入，脚12为中断数字输出，脚13为电源电压和数字I/O供电电压，脚18为电源地，脚19、脚21、脚22为预留脚，不接，脚20为电荷泵电容连线，脚23为I2C串行时钟，脚24为I2C串行数据，脚23与脚24用于与单片机连接。

进一步地，LCD1602型号显示器的数据口与单片机的P0口连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：

本实用新型用于无人飞艇，既可保证工作人员安全，有可在各种复杂地形下进行工作，选择九轴姿态传感器MPU9150，使用MPU9150对姿态信息进行采集，同时使用其自身的A/D转换功能，将模拟量转换为数字量，并送入STC89C52单片机中，用LCD1602进行显示。采用LCD1602作为显示器件，对传感器送入单片机中的信号进行显示，LCD1602的数据口与单片机的P0口连接，完成数据传送及显示。

具有小体积、低成本以及精度高的优点。

附图说明

图1为本实用新型可记录航迹的三轴姿态记录仪的模块框图；

图2为本实用新型为传感器部分原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1结合图2，一种可记录航迹的三轴姿态记录仪，包括单片机，选用STC89C52单片机；角度传感器，与单片机的输入端连接，对飞行器的角度进行实时采集；角速度传感器，与所述单片机的输入端连接，对飞行器的角速度进行实时采集；加速度传感器，与所述单片机的输入端连接，对飞行器的加速度进行实时采集；存储器，与所述单片机的输出连接后用于存储数据；人机接口，与所述单片机的输出连接；显示器，采用LCD1602型号显示器，与所述单片机的输出端连接

角度传感器、角速度传感器以及加速度传感器对飞行器的角速度，加速度信息进行时时采集，并利用其内部的A/D转换模块实现数据的模数转换,将模拟量转换为可以输出的数字量，显示器用于记录仪工作状态的显示。

角度传感器、角速度传感器以及加速度传感器采用9轴运动处理传感器实现。MPU9150是9轴运动处理传感器。它其中集成了一个3轴MEMS陀螺仪，用来采集角速度信息，还有一个三轴MEMS加速度计，用来采集加速度信息。MPU9150对它其中集成的陀螺仪和加速度计分别使用了三个16位的ADC，用来完成模数转换，将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。同时为了精确的跟踪各种类型的运动，传感器对角速度和加速度的测量范围都是使用者可以加以控制的，陀螺仪的角速度可测量范围为±250，±500，±1000，±2000°/s(dps)，加速度计的加速度可测量范围为±2，±4，±8，±16g。除此之外，MPU9150也集成了一个可扩展的数字运动处理器DMP，也可用I2C接口连接一个其他的数字传感器，比如磁力传感器。经过这样的扩展，就可以通过MPU9150的I2C接口输出所采集的信号。非惯性传感器也可通过I2C接口与MPU9150相连接，比如温度传感器。MPU9150的一个集成芯片上用1024字节的FIFO，这样对系统功耗大有裨益。MPU9150和所有设备寄存器之间的通信均采用400kHz的I2C接口。另外，MPU9150中还集成了可以编程的低通滤波器。在必要时可以对其进行编程，使用其进行滤波。MPU9150可支持电源为3.3V，片上还集成了一个温度传感器和一个振荡器，振荡器在工作环境下仅有+1％的变动。芯片长度为4mm、宽度为4mm、厚度为0.9mm。采用无引线方形封装的封装方式，最大可承受10000g的冲击。

图2为本实用新型为传感器部分原理图，包括：3.3VLDO电路将5v电压转换成3.3V，为传感器供电，采用MPU9150型号的九轴姿态传感器，用于采集角速度与加速度信息，九轴姿态传感器的脚2、脚3、脚4、脚5、脚14、脚15、脚16、脚17脚为空脚，脚1为可选的外部时钟输入接地，脚6为I2C主串行数据，脚7为I2C主串行时钟，用于外接传感器，脚8为数字I/O供电电压，接3.3V电压输出端，脚9为I2C Slave地址LSB，脚10为校准滤波电容连线，脚11为帧同步数字输入，脚12为中断数字输出，脚13为电源电压和数字I/O供电电压，脚18为电源地，脚19、脚21、脚22为预留脚，不接，脚20为电荷泵电容连线，脚23为I2C串行时钟，脚24为I2C串行数据，脚23与脚24用于与单片机连接。

LCD1602型号显示器的数据口与单片机的P0口连接，LCD1602型号显示器也叫1602字符型液晶，由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，其中LCD1602数据口与单片机P0口连接。用于实现姿态记录仪采集的信息。