4  倾角传感系统的软件设计 22

     4。1  微控制器模块程序设计 22

     4。2  惯性传感器模块程序设计 24

     4。3  数据采集模块程序设计 25

     4。4  无线通信模块程序设计 26

     4。5  本章小结 27

结论  28

致谢  29

参考文献30

附录A  31

附录B  32

1  绪论

1。1  基于MEMS的倾角传感系统的研究背景和意义

由单轴，双轴，三轴组合的微机电系统（MEMS）即 Micro-Electro-Mechanical System，包括在惯性传感器，加速计（测量加速度）和陀螺仪（角速度测量）和角度传感器系统（惯性测量部分）。 MEMS器件是一种微传感器，可用于制造微致动器，微机械结构，微电机，信号处理和控制电路，高性能集成电子器件，高速接口和各种微装置和微系统。微电子机械系统是一项性的新技术，广泛应用于高科技产业当中，是关系到科学技术发展，和经济繁荣发展的关键技术之一。论文网

微型机械系统是超精密加工行业的发展重点，涉及微电子，机械，化工机械等众多领域。以及微机电，光学，磁，声，表面物理，化学，力学等学科的各个分支，涉及面非常的广，研究的范围也十分的大。

    微机械系统具有以下基本特性：小型化，多功能，高集成度等。微机电系统的目标是通过该系统的小型化来探索新的工作原理，而且可以研发具有新功能的部件和系统。微机械技术是一个典型的交叉前沿研究领域，涉及电子技术，机械技术，物理，化学，生物学，医学，材料科学，能源科学，自然科学和工程领域的各个领域[7]。

    研究内容可以概括为以下二个方面：（1）理论基础的基本规律：在微机电系统中，很多规律在宏观世界中适用，但由于大小收缩的影响，许多物理现象和宏观世界有很大的差异，所以许多原来的理论基础将发生变化，如强度，表面效果的微结构，微观摩擦机理的规模效应。因此，有必要研究微流体力学，微流体机械，微型机械，微型摩擦，微结构等微科学领域。虽然这方面的研究一直在进行，但很困难，因为往往需要多学科的基础研究来共同推进技术的发展。（2）基础研究方面：包括微型机械设计，微机械材料，微细加工，微组装和封装，集成技术，微测量技术等，需要很大的投入[8]。文献综述

    微机械(MEMS)装置具有体积小、重量轻、能耗低、谐振频率高、响应时间短等优点。该系统与普通的机械系统相比，不仅减少了体积，而且在力学原理和运动学原理、材料特性、加工、测量和控制等都有所改变。在微机电系统中，很多几何变形很小（分子水平），使应力的线性关系之间的结构应变（虎克定律）不再存在。微机械摩擦表面摩擦装置主要是由于分子表面的相互作用引起的，而不是因为压力引起的。以硅为主要材料的微机电装置，其与铝、铜、钨的热传导率相近，所以该机械装置具有优异的电性能，应用前景好。微机械开发的目标是探索新的原理、新功能的元件和系统，通过小型化、集成化的研究，来开辟新的技术领域和产业。微机电系统完成很多大型机械不能进行的任务，也可以在实际的应用当中，提高系统的集成化，自动化以及可靠性，可以进行多方面的使用。在第二十一世纪中，微电子机械系统将逐步从实验室走向实用，在工业和农业，信息，环境，生物工程，医疗技术，空间技术，国防和科学发展领域中有重大影响。