微操作已在许多应用领域得到了应用，特别是在纳微米级的定位系统中，要求传感器能检测出微小的力和位移的信息。目前用于微位移检测的原理较多，如光学式、磁和电感式、电容式和压电式等，但这些大多不便用于机器人对微小的多维力和位移信息的获取。为了将技术成熟的多维力传感器用于微力和微位移信息获取，中科院合肥智能所机器人传感器实验室在改造多维力传感器结构参数的同时，充分利用德州仪器（TI）的MSCl210单片机的许多新特性，如其自带的8路24位高精度∑-△A／D转换器、可编程增益放大（PGA）和滤波器等，实现了对力和位移的高精度测量。本文主要从微型机的应用角度展开探讨，希望能为提高传感器的集成化程度、分辨率、稳定性和人机交互能力有所帮助。

　微位移传感器结构主要借鉴实验室的机器人六维腕力传感器结构特点，在设计中同样采用双E型膜片结构。首先用改进的二维力传感器来检测作用于物体上的X和Y 两维上的力信息，再将其换算成平面的位移信息。同时，它在机器人六维力传感器基础上改变了相关的结构参数，如量程和灵敏度等，以便实现对微小的力和位移信息的获取。

　　MSCl210具有一些增强特性，特别适合测量高精度温度、压力传感器等输出的微弱信号。MSCl210主要包括增强型8052微控制器核心、闪存、高性能模拟功能和高性能外设。增强型8052微控制器核心包括双数据指示器，执行指令的速度比标准8052核心快3倍。这种MIPS功能使用户能够根据特殊需求优化速度、功率及噪声。

MSC1210数字滤波器有快速建立、sinc2或sinc3三种，还有一个自动模式。在输入信道或PGA改变后，自动模式可把sinc滤波器修改到最佳的可用选项。在切换到新的信道后，它可把快速建立滤波器用于下两次转换，其中的第一次转换应被抛弃。然后，使用sinc2、随后使用sinc3滤波器来提高噪声性能。这种操作可以同时融合sinc3滤波器的低噪声优势和快速恢复时间滤波器的快速响应。数字滤波器中的sinc是数字滤波器中FIR滤波器的一种，常用在△一∑的ADC。当输入信道突然变化时，输出需要一定时间来正确表示新的输入。所需要的时间取决于所采用的滤波器的类型。sinc2通常代表需要2个周期的数据输出时间，sinc3代表需要3个周期的数据输出时间，其他需要1个周期的数据输出时间。通俗地说，若采用sinc3滤波器，则当输入信道改变后，最先采样输出的3个数据不能使用，应该抛弃；只有第4个输出数据是可使用的。这一点至关重要。MSC1210既可以采用内部参考电压，也可以采用外部参考电压。参考电压的开机配置是内部2.5 V。通过ADCON0寄存器可以选择参考电压。实验中启用了内部参考电压，通过设置ADCON0.4（VREFH）选择为1.25 v。需要注意的是，启用内部VREF并不会消除外部连接需要。REFOUT引脚必须仍连接到VREF+，而VREF-必须仍连接到AGND，以便内部 VREF能够正常操作。