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          V2XE型地磁傳感器在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用

          作者: 時間:2006-09-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          摘要:在GPS導(dǎo)航定位中,方位是一個很重要的參數(shù)。是PNI公司推出的基于SPI接口的。分析了其工作原理和指令集,并結(jié)合實(shí)際介紹了在AT89C2051型中的硬件連接和軟件編制。結(jié)果表ql,該測量方向和溫度的精度較高。該系統(tǒng)已經(jīng)到實(shí)際的GPS產(chǎn)品中并取得較好的效果。
          關(guān)鍵詞:地磁;SPI接口;;磁場;
          中圖分類號:TN753.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006―6977(2006)01―0067―03

          1 引言
          V2XE是一種以集成微處理器作為控制和接口的新型2軸羅盤和大地磁場。V2XE使用新型系統(tǒng)常用的3V工作電源,具有功耗低、尺寸小、在各種條件下的抗噪聲能力強(qiáng)、較大的測量靈敏感應(yīng)區(qū)等優(yōu)點(diǎn)。V2XE結(jié)合了PNI公司專利的磁場感應(yīng)傳感器和測量電路技術(shù),不受補(bǔ)償漂移的影響,在不同溫度下的測量結(jié)果很穩(wěn)定。V2XE通過簡單易行的標(biāo)準(zhǔn)SPI接口輸入,輸出數(shù)據(jù)。

          2 性能特點(diǎn)

          V2XE的典型特性如下:
          功率低(3V DC,2mA輸出);
          封裝尺寸小(25.4mm5.4mm11.5mm);
          高地磁感應(yīng)(0.01 );
          高地磁精度(2.0);
          數(shù)字接口輸出(3V標(biāo)準(zhǔn)SPI接口);
          具有高的磁場感應(yīng)(0.00015Gauss);
          具有大的磁場量程(11Gauss)。
          V2XE的引腳功能如表l所列。

          將V2XE于GPS系統(tǒng)。用AT89C2051讀取V2XE的測量數(shù)據(jù).通過串口將數(shù)據(jù)傳送到GPS處理器。圖1示出V2XE連接到的原理圖。由于AT89C2051沒有標(biāo)準(zhǔn)的SPI口輸出,故分別用P1.7、P1.6和P1.5來模擬SCLK、MISO及MOSI端。V2XE的復(fù)位引腳SYNC由P3.7腳控制。SSNOT接地.V2XE工作在從機(jī)模式。

          3 數(shù)據(jù)格式和命令字
          V2XE有Big Endian和Little Endian兩種數(shù)據(jù)格式。Big Endian類型數(shù)據(jù)是從高位到低位存放,little Editan數(shù)據(jù)是倒序存放.即在最高8位依次放最低8位的數(shù)據(jù).在最低8位依次放最高8位的數(shù)據(jù),如圖2所示。

          帶有數(shù)據(jù)的命令格式由開始標(biāo)志(Sync Flay)、指令類別(Frame Type)和結(jié)束標(biāo)志(Terminator)組成。圖3所示是一個帶有參數(shù)Heading(0X02)和Magnitude(0x05)的SetDataComponents(OX03)命令構(gòu)成。V2XE常用命令字包括GetModInfo、ModIn-foResp、SetDataComponent、GetData、DataResp、Set-Config、GetConfig、ConfigResp和SaveConfig。其指令碼和功能如表2所示。

          4 編程實(shí)例
          SPI接口的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送是同步的。V2XE每接收一個數(shù)據(jù)時將會發(fā)出0X00。當(dāng)V2XE發(fā)送命令的應(yīng)答時,它將不處理任何輸人的數(shù)據(jù)。因此,在主機(jī)獲取V2XE數(shù)據(jù)時,應(yīng)是發(fā)送和接收同時進(jìn)行。用C語言編寫發(fā)送一接收函數(shù)SPITransmit如下:


          一個V2XE系統(tǒng)的典型應(yīng)用流程如圖4所示。

          V2XE出廠時,都在其ROM中固化了芯片的版本號。用戶第一次應(yīng)用V2XE系統(tǒng)可首先讀出該版本號以判斷器件是否正常工作??上认騐2XE發(fā)送命令GetModInfo,然后讀取返回值ModlnfoResp。其程序如下:

          這樣,獲得的芯片信息存放在數(shù)組verson中,可以根據(jù)讀取的值和實(shí)際版本號(V2XEV201)比對以確定系統(tǒng)是否正常工作。如果系統(tǒng)正常,首先要根據(jù)需要設(shè)置返回數(shù)據(jù)格式以確定V2XE返回這些用戶感興趣的值,主要包括地磁方向角、磁場強(qiáng)度、溫度和校準(zhǔn)狀態(tài)位等。另外。還要設(shè)置一些初始化參數(shù),主要包括Declination(本地的地磁角,可以從http://www.ngdc.ROaa.gov/cgi―bin/seg/gmag/fldsnthl.pl獲得)、True Noah(設(shè)置參照角度為地磁北)、BigEndian(選擇數(shù)據(jù)的大、小模式)、Dampingsize(數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。將緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)平均后作為V2XE的實(shí)際輸出)。

          在V2XE的實(shí)際應(yīng)用中,常常需要校準(zhǔn).常用命令包括StartCal、StopCal、GetCalData、CalDataResp和SetCalData。其指令代碼和功能描述如表3所示。在校準(zhǔn)過程中,V2XE裝置要盡量水平放置。從開始校準(zhǔn)到結(jié)束校準(zhǔn)過程中需將裝置原地旋轉(zhuǎn)兩周,每轉(zhuǎn)的時間不得小于30s。校準(zhǔn)完成后,可以查詢參數(shù)calstate來判斷校準(zhǔn)是否成功。完成參數(shù)設(shè)置和校準(zhǔn)等初始化工作后.可以通過發(fā)送指令GetData(0X04)來獲取V2XE的數(shù)據(jù)。對V2XE每發(fā)送命令一次必須將其輸出全部讀出.否則會影響下一次的正常輸出。

          5 結(jié)束語
          該系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于手持GPS定位導(dǎo)航產(chǎn)品中。在室溫下,其測量方向角偏差在2內(nèi),測量的溫度偏差也小于1C。地磁傳感器V2XE以其接口簡單、功耗低、體積小和軟件設(shè)計簡單等優(yōu)點(diǎn)在GPS定位和磁場檢測等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。



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