根据活体鱼类的生物特征和实验本身的特点，微惯性测量装置应该满足下列设计要求：体积小，质量轻，功耗低，采集频率和采集精度高，防水密封性能良好。为了实现这些需求，微惯性测量装置的硬件由两部分组成：①微处理器单元；②微惯性传感器单元。微处理器单元主要包括微处理器、a／d转换芯片和flash。微处理器作为核心单元，通过spil口连接a／d转换芯片完成数据采集，通过spio口连接flash完成数据存储，通过串口与上位机通信。微惯性传感器单元是由mems加速度计和mems陀螺所组成的，完
成加速度与角速度的原始信息采集任务。采集的原始信息经过a／d转换处理后，写入flash芯片中保存，或通过串口直接发送至上位机进行处理。系统原理简如图l所示。
2 微处理器单元
2．1 lpc2129处理器
本装置既要求微处理器具有一定的处理能力又要求功耗低、体积小，所以选用philips公司的lpc2129。lpc2129基于一个支持实时仿真和跟踪的16／32位arm7tdmi-scpu，并带有16 kb片内sram和256kb嵌入的高速片内flash存储器。lpc2129具有lqfp64的较小封装、极低的功耗、多个32位定时器、4路10位adc、9个外部中断、zui多可达46个gpio等。
在lpc2129的软件设计上，未采用arm上常用的uc／os-ii或uclinux操作系统，而是使用前后台式的定时中断结构。这种前后台式的定时中断结构更适于实时性要求很高的控制系统，可以保证控制回路延迟均在一个设计确定的范围内，并且各个模块问优先级关系十分明确，使用起来较为方便。
2．2 a／d转换采集芯片adsl256
a／d转换芯片采用美国ti公司的24位串行模／数转换器adsl256。其可提供高达23位的无噪声精度，数据速率zui高可达30 ksps。adsl256采用四线制spi通信方式，与lpc2129的spil接口相连，可以灵活方便地进行通信。
ads1256采用多通道循环采集的工作方式。在数据准备信号drdy提示可以提取数据后，首先将当前的采集通道变为下一个采集通道，开始新的采集转换，然后再马上提取a／d转换寄存器中的数据（这时的数据其实是上一轮转换好的数据）。这种方式在实现提取数据的同时进行新数据的采集转换，是一种率的工作方式。
2．3 flash芯片at45db041b
flashl选用atmel公司的可编程串行存取芯片at45db041b。主存储单元分为2048页，每页264字节；具有2个264字节静态随机存储器作为数据缓冲器。
at45db04lb与lpc2129的spi0接口相连，采集的数据首先写入flash的缓冲区2中，再将缓冲区里的数据写入flash的主存页面进行保存，待离线的数据分析处理。
3 微惯性传感器单元
微惯性测量装置的mems传感器单元由微机械陀螺和微加速度计组成，可测量载体的一个轴向角速度信息和一个轴向加速度信息。
3.1 adxrs300单角速度陀螺仪
adxrs300是美国模拟器件公司生产的基于mems技术的角速度传感器。adxrs300采用 5v电源供电，测量偏航角速度的范围是卤300rad／s，灵敏度为5mv／（rad路s-1），零位输出电压为2．5v。通过外部电阻和电容可分别设定测量角速度的范围、带宽及零位输出电压。采用bga-32封装技术，外围尺寸仅为7mm脳7mm脳3mm，重量仅0．5g。
设被测量的角速度为αv，单位为（掳）／s；输出电压为uo，单位为mv；灵敏度k为5mv/（掳）路s-1，零位输出电压为2．5v，则有关系式：
3.2 adxll50单轴加速度计
adxl150