电子罗盘设计方案.doc

电子罗盘设计方案 1 引言V2XE 是一种以集成微处理器作为控制和接口新型2轴罗盘和大磁场传感器[1,U2XE 使用新型系统常用3V 工作电源,具有功耗低、尺寸小、各种条件下抗噪声能力强、较大测 量灵敏感应区等优点。

V2XE 结合了 PNI 公司专利磁场感应传感器和测量电路技术,不受补 偿漂移影响,不同温度下测量结果很稳定。 V2XE 简单易行标准 SPI 接口输入/输出数据。

2 性能特点 V2XE 典型特性如下 功率低（3V DC,2mA 输出）; 封装尺寸小（25.4mm5.4mm11.5mm）; 高磁感应（0.01°）; 高磁精度（2.0°）; 数字接口输出（3V 标准 SPI 接口）; 具有高磁场感应（0.00015Gauss）; 具有大磁场量程（±11Gauss） 。 V2XE 引脚功能如表1所列。

将 V2XE 应用于 GPS 系统,用 AT89C2051读取 V2XE 测量数据,串口将数据传送到 GPS 处理器,图1示出 V2XE 连接到单片机原理图。

AT89C2051没有标准 SPI 口输出[2,故分 别用 P1. 7、P1.6和 P1.5 来模拟 SCLK、MISO 及 MOSI 端。 V2XE 复位引脚 SYNC 由 P3.7脚 控制,SSNOT 接,V2XE 工作从机模式。

3 数据格式和命令字V2XE 有 Big Endian 和 Little Endian 两种数据格式。

Big Endian 类型数据是从高位到 低位存放,Little Editan 数据是倒序存放,即最高8位依 次放最低8位数据,最低8位依次放最高8位数据。

如 图2所示。

带有数据命令格式由开始标志（Sync Flay） 、指令类别（Frame Type）和结束标志 （Terminator）组成,图3所示是一个带有参数 Heading（0X02）和 Magnitude（0X05） SetDataComponents（0X03）命令构成。

V2XE 常用命令字包括 GetModInfo、ModInfoResp、SetDataComponent、GetData 、DataResp、Setconfig、GetConfi g、ConfigResp 和 SaveConfig 。 其指令码和功能如表2所示。

4 编程实例SPI 接口数据接收和发送是同步。 V2XE 每接收一个数据时将会发出0X00 。

当 V2XE 发送命令应答时,它将不处理任何输入 数据,,主机获取 V2XE 数据时,应是发送和接收同时进行。

用 C 语言编写发送-接收函数 SPITransmit 如下 一个 V2XE 系统典型应用流程如图4所示。

V2XE 出厂时,都其 ROM 中固化了 芯片版本号。

用户第一次应用 V2XE 系 统可首先读出该版本号以判断器件是否 正常工作,可先向 V2XE 发送命令 GetModInfo,然后读取返回值ModInfoResp,其程序如下这样,获芯片信息存放数组 verson 中,可

以读取值和实际版本号（V2XEV201）对比以 确定系统是否正常工作,系统正常,首先要需要设置返回数据格式以确定 V2XE 返回这些用 户感兴趣值,主要包括磁方向角、磁场强度、温度和校准状态位等。 另外,还要设置一些初始 化参数,主要包括 Declination（本磁角,可以从 http//www.ngdc.noaa.gov/cgi- bin/seg/gmag/fldsnth1.pl 获） 、True North（设置参照角度为磁北[3） 、Big Endian（选择数 据大、小模式） 、Dampingsize （数据缓冲区,将缓冲区里数据平均后作为 V2XE 实际输出） 。

V2XE 实际应用中,常常需要校准,常用命令包括 StartCal、StopCal、GetCalData、CalDataResp 和 SetCalData, 其指令代码和功能描述如表3所 示。

标准过程中,V2XE 装置要尽量水平放置,从开始校准到结束校准过程中需将装置原旋转 两周。

每转时间不小于30s,校准完成后,可以查询参数 calstate 来判断校准是否成功,完成参 数设置和校准等初始化工作后,可以发送指令 GetData（0x04 ）来获取 V2XE 数据,对 V2XE 每发送命令一次必须将其输出全部读出。

否则会影响下一次正常输出。