TMS320C2812电子磁罗盘补偿技术研究(9)
时间:2017-01-18 18:16 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（4） 片装线圈，具有专利的集成置位/ 复位带，可降低温度漂移效应，非线性误差和由于高磁场的存在，导致的输出信号的丢失，具有专利的集成偏置带,可消除硬铁干扰的影响； （5） 价格便宜，这类传感器经专门设计，对于大批量的OEM，应用价格合适； HMC1021是一个单轴线性磁阻传感器，采用立式封装，内部包含一个惠斯通电桥，当桥路加电后，电桥的输出是一个与感测的磁场强度和电桥的供电电压成正比的差动电压。 HMC1022是一个双轴线性磁阻传感器，采用卧式封装，内部包含两个相互垂直且完全正交的惠斯通电桥，其工作原理和HMC1021基本相同。图3.2为HMC1021和HMC1022的输出电压与磁场强度的关系曲线： 图3.2 输出电压与磁场强度关系曲线 由上图可看出，在磁场大小为士10 gauss的范围内，输出电压与输入近似成正比;而当外加磁场超过士10 gauss时，输出将不再是线性的，因此在实际操作过程中，要尽量保证外加磁场的大小不超过这个范围，以免引起传感器产生误差，从而得不到正确的结果。 本文需要测量地磁场的三轴分量，因此将HMC1021和HMC1022组合成在一起工作，从而提供3 轴(x，y，z)传感。HMC1021/1022都选择小外形集成电路封装（SOIC），具体封装如下图3.3： 图3.3 HMC1021/1022封装 通过对磁阻传感器内部结构和工作原理的把握，硬件设计上将HMC1022水平布置在PCB板上，而HMC1021则单独制一块小型PCB板，考虑它们的测量磁场的正方向，将1021板垂直焊接在1022板上，组成一个符合右手螺旋的三文坐标轴来测量地磁场的三轴分量。 3.2.2 DSP芯片TMS320F2812[19] 根据所选算法的运算量、运算速度的要求，并考虑到高精度、实时性及成本，选用TMS320F2812系列DSP，该系列DSP控制器将实时处理能力和控制外设功能集于一体。 德州仪器所生产的TMS320F2812数字信号处理器是针对数字控制所设计的DSP，整合了DSP及微控制器的最佳特性，主要使用在嵌入式控制应用，如数字电机控制、资料获取及I/O控制等领域。针对应用最佳化，并有效缩短产品开发周期，F28x核心支持全新CCS环境的C compiler，提供C语言中直接嵌入汇编语言的程序开发界面，可在C语言的环境中搭配汇编语言来撰写程序。值得一提的是，F28x系列DSP核心支持特殊的IQ-math函数库，系统开发人员可以使用便宜的定点数DSP来发展所需的浮点运算算法。F28x系列DSP预计发展至400MHz，目前已发展至150MHz的Flash形式。其结构框图如图3.4所示。 图3.4 TMS320F2812的结构框图 3.3 硬件电路设计与分析 3.3.1 电源电路设计 （1）+5V电源 设计高精度数据采集系统时，传感器芯片的供电电源非常重要，电桥激励电压的精度和稳定性直接影响到传感器的输出。本设计中，磁阻传感器电桥的输出与激励电压成正比，激励电压的任何漂移将使输出电压差产生相应的漂移。另外传感器上的激励信号幅度必须足够大，以免待测最小信号引起的电压变化淹没在系统的噪声、失调和漂移中。 本设计中磁传感器电源采用了三端内部固定输出稳压芯片L7805，它的输出电流为1O0mA，频率在120Hz时电源抑制比为49dB，频率在10Hz到100kHz时，输出噪声典型值为40 。其应用电路如图3.5所示,图中1脚为电压输入 +9V，2脚接地，3脚为+5V稳压输出。 图3.5 +5V电路 （2）+2.5V信号调理单元参考电压 信号调理单元需要精确的参考源，本设计中选用电压基准芯片MAX873来提供2.5V电压基准。MAX873是低功耗、低漂移、输出分别任2.5V、5V及10V的精密基准电压源。MAX873的特点是：在整个工作温度范围内其最大误差分别为±1.5mV/±2.0mV/±3.0mV；最大静态电流为280μA，输入芯片电流为2mA；电源电压范围为4.5～18V。其应用电路如图3.6所示,图中2脚为电压输入 +9V，4脚接地，6脚为+2.5V稳压输出。 (责任编辑：qin) |