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MMA7260Q内部使用开关电容作为滤波器，为降低时钟带来的噪声，在输出通道上采用简单的RC滤波，在输出通道上使用1kΩ的电阻和0. 1μF的电容构成RC滤波器即可(如图5， XOUT、YOUT、ZOUT ) 。另外，A / D采样率的选择不能干扰加速度计采样频率(11kHz) ，以防混叠误差。
2.3 LED显示模块
2.3.1 SPI简介
1．SPI简介
串行外设接口（Serial Peripheral Interface，简称SPI）实际上是一种串行总线接口标准，SPI方式可允许同时同步接收和传送8位数据，是一种全双工串行总线。其速度比UART串行接口要快。SPI支持在同一总线上将多个从机连接到一个主机。同一总线上也可以有多个主机，当两个或多个主机试图同时进行数据传输时，需要进行碰撞检测[11]。
STC12C5410AD单片机集成了SPI接口，它是一个全双工高速同步通信接口，既可以和其他微处理器通信，也可以与具有SPI兼容接口的器件，如存储器、A/D转换器、D/A转换器、LED或LCD驱动器等进行同步通信。SPI也可以在一个多主机系统中负责内部处理器之间的通信。SPI接口有两种操作模式：主模式和从模式。在主模式中支持高达3Mbit/s的速率（工作频率为12MHz时，如果CPU主频采用20MHz到36MHz，则可更高）；从模式时速度无法太快，速度在fosc/8以内较好。此外，SPI接口还具有传输完成标志和写冲突标志保护功能。
SPI接口由MISO（与P1.6共用）、MOSI（与P1.5共用）、SCLK（与P1.7）和/SS（与P1.4共用）4根信号线构成。
2．SPI接口的数据通信过程
在SPI中，传输总是由主机启动的。作为主机时，如果SPI使能（SPEN=1）并选择作为主机，主机对SPI 数据寄存器的写操作将启动SPI时钟发生器和数据的传输。在数据写入SPDAT之后的半个到一个SPI位时间后，数据将出现在MOSI引脚。
需要注意的是，主机可以通过将对应器件的/SS引脚驱动为低电平实现与之
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通信。写入主机SPDAT寄存器的数据从MOSI引脚移出发送到从机的MOSI引脚。同时从机SPDAT寄存器的数据从MISO引脚移出发送到主机的MISO引脚。
传输完一个字节后，SPI 时钟发生器停止，传输完成标志（SPIF）置位并产生一个中断（如果SPI中断使能）。主机和从机CPU的两个移位寄存器可以看作是一个16位循环移位寄存器。当数据从主机移位传送到从机的同时，数据也以相反的方向移入。这意味着在一个移位周期中，主机和从机的数据相互交换。 2.3.2显示功能设计
系统当前角度，角度下限值和时间都采用LED数码管来显示。显示当前角度用到4位数码管，显示上下限报警值时要同时显示，用到4位数码管，时间显示当前的分秒。所以系统用8个数码管就可以完成显示功能。采用该单片机的SPI串行接口进行控制，需要把串行数据转换在并行数据来控制数码管显示。
系统选74HC595有8位串行输入/输出或者并行输出功能的芯片。74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器是分别的时钟。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7），和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线，输出寄存器可以直接清除100MHz的移位频率。
/G(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态）。用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。
74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。
系统首先由SPI分别向两片74HC595先发送段码再发送位码，两片74HC595实现数码管段码和位码的控制，显示方式采用动态扫描方式。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。
显示模块电路如图2.5，2.6所示
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U4P20P21VCCSCLKMOSI/GRCK/SRCLRSCLKSERR39 5.1KQAQBQCQDQEQFQGQHQH1R40 5.1KR41 5.1KR42 5.1KR43 5.1KR44 5.1KR45 5.1KR46 5.1KDIG0DIG1DIG2DIG3DIG4DIG5DIG6DIG7P22P23VCCSCLKMOSIU3/GRCK/SRCLRSCLKSERR31 470QAQBQCQDQEQFQGQHQH1R32 470R33 470R34 470R35 470R36 470R37 470R38 470D0D1D2D3D4D5D6D7SN74HC595SPISN74HC595图2.5 单片机与74HC595连接图
C0C1C2C3C4C5C6C78X470VCC274071436589101112132143C100.1UF
图2.6 LED驱动电路
2.4单片机编程下载及串口通讯设计
该系列单片机是采用串口下载用户程序，有在系统编程功能。目前采用RS232接口与计算机通信，但随着计算机技术的发展，支持热插拔的USB标准接口将取代RS232接口，因此计算机将越来越少配置甚至不配置RS232接口。RS232接口与USB接口虽然都属于串行接口，但它们的数据格式、通信协议、信号电平以及机械连接方式则不同。这样单片机不能编程下载和和上位机通讯，这样给开发带来了麻烦。解决这一问题就得把现有的单片机异步通讯接口转换成USB接口。方案是采用USB／RS232桥接器件如CP2102，CP2103进行设计，计算机通过USB接口虚拟一个RS232接口，与传统设备器件连接，设备对计算机接口的形式为USB接口。设计现在CP2102来实现RS232~USB之间的转换。Silicon Laboratories公司推出的USB接口与RS232接口转换器CP2102／CP2103是一款高度集成的USB-UART桥接器，提供一个使用最小化元件和PCB空间来
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实现RS232转换USB的简便解决方案。CP2102／CP2103包含了一个USB功能控制器、USB收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的异步串行数据总线(UART)。CP2102／CP2103作为USB／RS232双向转换器，一方面可以从主机接收USB数据并将其转换为RS232信息流格式发送给外设；另一方面可从RS232外设接收数据转换为USB数据格式传送至主机，其中包括控制和握手信号。
图2.7是CP2102与USB接口图，该芯片可以从USB接口处获取电源。R，T分别接单片机的TXD（发射端）和RXD(接收端)。
图2.7 CP2102与USB接口
2.5 DS1302简介
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5～5.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302的外部引脚分配如图2.8所示。DS1302用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，因此广泛应用于测量系
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统中[12]。
图2.8 DS1302电路连接图
2.6 微控制器模块
2.6.1 STC12系列单片机简介
宏晶STC12C5410AD单片机是新一代单片机，它主要特点是高速，高可靠，宽电压，低功耗，超强抗干扰，无法解密[11]。
该单片机有以下性能：
1) 高速：1个时钟周期/机器时间，增强8051内核，速度比普通51单片快8~12倍。
2) 宽电压：5.5V~3.5V，2.2V~3.8V(STC12LE5410AD系列)。 3) 低功耗设计：空闲模式，掉电模式（可由外部中断唤醒）。 4) 工作频率：0~35MHz，相当于普通8051:0~420MHz。
5) 12K/10K/8K/6K/4K/2K字节片内的程序Flash存储器，可以擦写10万次以上 6) 512字节片内数据存储器 ，内部集成了2K字节的数据Flash存储器（EEPROM）。
7) ISP/IAP，在系统可编程/在应用可编程，无需编程器和仿真器。
8) 10位ADC，8通道STC12C2052AD为8位ADC，4路PWM可选，4通道
捕获/比较功能（PWM/PCA/CCU）---可用来再实现4个定时器或四个外部中断（支持上升沿/下降沿中断）
9) 6个16位定时器，包括T0、T1，PCA也是4个定时器。
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