[發明專利]一種磁阻式電子羅盤測量系統

無效

• 申請號: 201310293638.4
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN104280021A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 李飛
• 申請（專利權）人: 無錫成博科技發展有限公司
• 主分類號: G01C17/32
• 分類號: G01C17/32
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊小雙

1.一種磁阻式電子羅盤測量系統，其特征在于，包括：三軸磁阻式磁傳感器、三軸MEMS加速度計、參考電源、單片機、調理電路、串行通信電路。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述三軸磁阻式傳感器為帶有I²C總線接口的三軸數字磁阻傳感器，內部具有12位A/D轉換器，并且內置偏置和驅動器置位/復位電路，采用4mm×4mm×1．3mm的LCC封裝，R3，R4為I2C總線上拉電阻器，DRDY為數據準備好中斷，接控制器FPGA的107號管腳，電容C3，C5加上傳感器片內的ASIC電路中的H電橋驅動電路可以產生電流脈沖，使片上的置位/復位電流帶產生磁場給傳感器去磁和極性翻轉，能夠把磁阻傳感器恢復到測量磁場的高靈敏度狀態。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述三軸MEMS加速度計為ADXL345，其為三軸數字加速度計，內置A/D轉換器，可以對高達±16g（地球加速度）的加速度信號進行高分辨率(13位)測量，并且兼容SPI和I²C總線接口，芯片采用3mm×5mm×1mm的LGA封裝。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述單片機為FPGA，芯片選用Altera公司Cyclone系列的EP1C3T144C8，其主要功能為完成對數字磁阻傳感器和數字加速度計的數據采集、方位角計算、LED顯示以及串口輸出等處理。，該芯片具有2910個邏輯單元，完全滿足發明的開發方案編程需要。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述調理電路為權利要求3所述三軸加速度傳感器MMA7361的0g偏移電壓實測值為1.515V，靈敏度的實測值為800mV/g，電壓變化的范圍為0.715～2.315V，為了提高測量精度和ADC的利用率，對輸出信號進行了差分放大處理，處理后電壓輸出范圍為0.03～3.23V。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述串行通信電路為系統數據采集的流程，在權利要求4內部的FPGA內部采用狀態機的方法實現了I2C總線接口的設計，把磁阻傳感器和加速度計同時掛載在一個I2C總線上，根據器件地址的不同分別讀取數據。FIFO是一個先進先出堆棧，作為數據緩沖器，為了防止傳送過程中數據的丟失和重復讀取，將讀取到的數據存入FIFO中，在測試過程中發現有時讀取到的數據會有比較大的波動，為了提高測量精度，在FIFO緩存之前，采用數字平均濾波的方法對采集到的數據進行了處理。