 测量值差异大：人为使用肉眼观察水泡的位置估计测量值，导致测量误差偏大，人为因素占据主要原因  

 功能单一：只能在具体的环境下测量角度，在其他环境下难以测量

 测量范围小：由于使用传统的测量方法观察水泡来人眼估计测量值，从此具有测量范围较小的缺陷

本文的意义在于研究和克服以上3个主要缺点。

1.2 加速度传感器的研究现状

目前，市面上研究的倾角测量仪主要有2类：

 基于双轴加速度传感器MMA6260的倾角测量仪：

此传感器建立于数字化双向倾角测量仪MMA6260双轴加速度传感器，其缺陷在于只能检测 和 轴两个方向上的的角度。  

 基于三轴加速度传感器ADXL345的倾角测量仪[1]：

目前符合测量 、 和 轴三个方向上倾角的数字传感器很少，而此三轴加速度传感器ADXL345几乎能够实现一轴、二轴加速度传感器的经典应用，并且在常用的app中也能频繁能见到它的身影，如摇一摇、测量记录步数等,对我们来说并不陌生，所以选择此加速度传感器是较优的选择。  

本测量仪与传统的水平仪相比具有能够直观显示测量数据、测量范围广（-180至+180°）、精度高、携带方便和耗能较低等特点，完全适合作为移动便携式设备使用，并能够完全摆脱传统测量方法存在的缺点。因其输出显示为数字，本测量仪很容易与其他的数字设备相结合使用。且由于它的易于使用性，所以该测量仪可广泛应用各种需要测量三个方向重力参考系下倾角的场合，故该测量仪在桥梁、道路、建筑和各种地质测量倾角时具有良好的开发和使用价值[2]。它与传统水平测试仪相比有着很大的优越性，因而其十分有望于逐渐取代传统的水平测量仪。

1.3 研究内容

本设计遵循结构简单小而稳定性高的原则，设计出基于单片机STC89C52和三轴加速度传感器ADXL345的倾角测量仪。其研究的内容主要是通过ADXL345传感器模块接受收集数据， 单片机STC89C52先接收采样到的数字量，然后调试测试将存储在其内部的倾角转换公式将采样到的数字量转换[3]，算出角度值，最后将角度值数据送到液晶显示器LCD1602显示。

2 硬件设计

2.1 设计思路

本次设计整体上就是设计出一款基于51单片机的带有报警功能的倾角测量仪。本设计可以实现测量相对角度和绝对角度，还可以人为设定一个角度值，如果超过这个角度值，蜂鸣器就会响，实现报警功能。

考虑到其他数字式倾角测量[4]的现状以及研究方法，同时综合考虑实际应用等情况，本系统不仅需要考虑其可靠性，还得将费用成本计算在内考量。所以，在选择硬件设计部分，主要选择四个主要功能模块：单片机STC89C52RC来用作处理倾斜的角度数据，液晶用作显示LCD1602测量的角度值，传感器ADXL345用于检测，另外加上了按键电路，来控制实现测量相对角度的值。本次设计角度测量范围是±180°。总体框图如下：

图 2-1 倾角测量仪设计流程图

整体的工作流程就是，接通电源之后由传感器检测当前放置角度，单片机读取数据，然后利用公式将数据转化成相应的角度值，我们可以通过按键去设置一个固定值，当角度值大于这个值的绝对值时，蜂鸣器会报警。另外，该设计是掉电存储[5]的，设置一次后，不需要再重复设置了。

2.2最小系统简介

单片机最小系统[6]是单片机与简单的接口电路连接，能广泛地运用到计算机等各个应用技术上。单片机最小系统因具有兼容性强，易扩展等优势，所以被人们熟知使用。基本的单片机最小系统由电源接口、时钟电路、下载接口、复位电路和微控制器等组成。