2.2 陀螺仪与ADC模块
MC9S08QE8单片机内带的ADC模块是基于逐次逼近型12位模数转换器。它提供10个输入通道，可以配置采用时间转换速度及功耗，可以设置预置比较，从而保证某些不符合要求的数据不用保存。其中最能体现高性能特点的是可以设置连续序列转换方式，这种模式下，ADC硬件可自动实现所设定的几个通道连续转换，并把转换结果存入响应的数据寄存器中，而不用程序循环实现。这样既简化了程序设计，又降低了转换功耗，减轻了MC9S08QE8的负担。
陀螺仪与单片机ADC模块的接口如图3所示。图中ST、HP、PD作为自我测试、能量控制、高通滤波设置3个引脚，它们分别连接到MC9S08 QE8的通用I/O接口上。一般它们都接下拉电阻，默认为正常工作模式，如果需要对相应的工作模式进行改变则须改变对应MC9S08QE8I/O口的电平为高电平。而LY530AL与LPR530AL的输出信号(4xOTUX、4xOTUY、4xOTUZ引脚)与输出参考电压(Vref引脚)分别接MC9S08QE8的ADC模块的相应通道。设计中特别注意的是，LPR530AL有2种输出模式：一种是采用经过内部放大4倍后的输出，另一种是正常的输出。当采用非线性放大输出方式时，应当把LPR530AL的5引脚和9引脚连接GND;如果采用放大输出方式并且外部没有扩展旁路滤波，则应当分别把4和5引脚、9和10引脚短接。图3中，LY530AL工作原理与LPR530AL相似。
2.3 加速度计、电子罗盘与I2C接口
MC9S08QE8内带的高速I2C模块拥有多主机操作、可编程从机地址、中断驱动的逐字节数据发送、支持广播模式和10位寻址等特点，总线在最大负荷下可达到100kbps的速度。系统中，加速度计、电子罗盘芯片与MC9S08QE8 I2C模块的接口如图4所示。图中ADXL345的CS引脚用来控制选择I2C还是SPI通信协议，电平为高表示采用I2C协议，而SDA和SCL引脚分别连接到MC9S08QE8的I2C总线引脚上。电子罗盘HMC5843支持双电压工作，其中引脚VDD表示内核电压，引脚VDDIO表示外部I/O电压，本系统中采用单电压模式，即内核电压与外部I/O电压相同。
3 软件设计与测试
系统的软件设计是整个系统的重要组成部分。依据上述硬件电路的设计原理与功能要求，软件中首先要完成MC9S08QE8的初始化，对各种MEMS传感器的工作模式进行设定;然后获取三轴陀螺仪、加速度计、电子罗盘的实时信号，并根据姿态计算算法计算姿态角，最终把姿态角信息通过串口传送到上位机中进行测试与演示，嵌入式姿态测量系统软件流程如图5所示。
